Proyecto de vias ferreas

UNIVERSIDAD AUTNOMA DE GUERRERO

UNIDAD ACADMICA DE INGENIERA

PROGRAMA EDUCATIVO

INGENIERO CIVIL

NORMATIVIDAD Y SISTEMAS CONSTRUCTIVOS

CONSTRUCCION PESADA

FACILITADOR:

ING. JOSE LUIS DIONISIO APREZA

ALUMNO:

SANDOVAL FLORES GRACIANO

GRUPO: A GRADO: 4 SEMESTRE

CICLO ESCOLAR 2012- 2013

CHILPANCINGO DE LOS BRAVOS, GRO. A 4 DE

JUNIO DEL 2013.

ELABORO: GRACIANO SANDOVAL FLORES

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PROCESO CONSTRUCTIVO DE LAS VIAS FERREAS

INTRODUCCION4

HISTORIA4

CAPITULO 1 GENERALIDADES

1.- SISTEMAS DE TRANPORTE POR VIAS FERREAS5

1.1.1.- SISTEMAS CONMUTADORES (DE VIAJERO FRECUENTE)5

1.1.2.- SISTEMAS DE TRANSITO RAPIDO6

1.1.3.- TRANSITO RAPIDO DE PERSONAS7

1.1.4. VEHICULOS PARA EL TRANPORTE POR RIELES7

1.2.- SISTEMAS DE FERROCARRILES8

1.2.1.- METODOS DE TRACCION8

1.2.2.- SISTEMA DE LEVITACION11

1.3.- ANALISIS DE COSTO-BENEFICIO DE SISTEMAS DE TRANSPORTE12

CAPITULO 2 DISEO

2.- DISEO DE VIAS FERREAS. (EN OFICINA)14

2.1.- SELECCIN DE RUTA14

2.2.- ALINEACION HORIZONTAL Y VERTICAL14

2.3.- SISTEMAS DE VIAJES FRECUENTES Y DE TRANSITO RAPIDO15

2.4. DERECHO DE VIA16

2.5.- CURVAS HORIZONTALES17

2.5.1.- CURVAS SIMPLES17

2.5.2 CURVAS COMPUESTAS E INVERSAS18

INDICE


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2.6.- PERALTE DE CURVAS18

2.7.- ESPIRALES19

2.8. CURVAS VERTICALES20

CAPITULO 3 CONSTRUCCION DE VIAS.

3.- GENERALIDADES21

3.1.- SISTEMA DE RIEL DOBLE DE ACERO Y DURMIENTES SOBRE BALASTO21

3.1.1.- TRABAJOS PRELIMINARES22

3.1.1.1.-ESTUDIO DEL TERRENO.22

3.1.1.2.-ESTUDIO TOPOGRAFICO.23

3.1.1.3.-DESMONTE.23

3.1.1.4.-DESPALME..23

3.1.1.5.-ADECUACIONES DEL LOTE (NIVELACIN)24

3.1.1.6.-LOCOCALIZACION, TRAZADO Y REPLANTEO..25

3.1.2.- CONSTRUCCION DE VIAS FERREAS25

3.1.2.1.- COMPONENENTES DE UNA VIA25

3.1.3.- COLOCACION DE VIAS29

3.2. OBRAS ALTERNAS32

3.2.1.- CRUCES DE VIA SOBRE RIOS32

3.2.2.- CERCADO32

3.2.3.- RIELES Y SUS ACCESORIOS32

3.2.4.- JUNTAS DE RIEL O ECLISAS PLANAS.34

3.2.5.- PERNOS DE VIA35

3.2.6.- ANCLES DE RIEL36

3.2.7.-PLAQUETAS O PLACAS DE DURMIENTE36


PAG. 3

3.2.8.- CLAVOS DE VIA38

3.2.9.- RIEL SOLDADO CONTINUO38

3.2.10.-CAMBIAS Y CRUCES38

3.2.11.-SAPOS39

3.2.12.- GUARDARRIELES40

3.2.13.-CAMBIOS40

3.2.14.- CRUCES. 42

CAPITULO 4 CONTROL DE VAS FRREAS.

4. PLANES DE TRABAJO DE VIA. 43

4.1.- CONTROL DE TRENES. 43

4.2.- UBICACIN Y CARACTERISTICAS DE LAS ESTACIONES. 44

4.2.1-ESTACIONES PARA TRANSITO RAPIDO. 44

4.2.2 ANDENES. 45

4.2.3 TERMINALES DE PASAJEROS. 46

4.2.4.- TERMINALES DE CARGA. 47

CAPITULO 5 MANTENIMIENTO DE LAS VAS FRREAS.

5.- OBRAS DE MANTENIMIENTO. 48

5.1 ALCANTARRILLAS, VIADUCTOS Y PUENTES. 48

5.2.- MANTENIMIENTO DE LAS VIAS50

5.3.-NORMAS DE SEGURIDAD DE VIAS51

ANEXOS

A. UN EJEMPLO DE VIAS FERREAS. .52

B. MAQUINARIA. 53

BIBLIOGRAFIA Y CONCLUSION..55


PAG. 4

INTRODUCCION

El transporte en ferrocarril se considera aqu como un sistema en el que los vehculos

son soportados y guiados por rieles u otros tipos de guas. La ingeniera de ferrocarriles

estudia la necesidad, planeacin, seleccin, diseo y construccin de tales sistemas

para el movimiento de pasajeros y carga. Abarca el terrapln, va, puentes, soportes de

barreras, alcantarillas, patios, terminales, estaciones, edificios de oficinas, seales y

comunicaciones, instalaciones para reabastecimiento de locomotoras, instalaciones

para la proteccin ambiental, dispositivos de proteccin a costado de va, y talleres

para conservacin de carros, locomotoras y unidades de trabajo. Los ingenieros

tambin pueden ser responsables del mantenimiento de vas y estructuras; adems

deben conocer muy la fuerza motriz, el equipo de arrastre y otros equipos.

El transporte en ferrocarril es la forma ms eficiente para manejar las crecientes

demandas de transporte con relativamente bajas necesidades de energa, pocas

necesidades de terrenos, poca contaminacin del aire y pocos accidentes en donde

ocurren lesiones y prdidas humanas. En consecuencia, a medida que aumenta la

poblacin y el producto interno bruto, el transporte en ferrocarril aumenta en

importancia.

HISTORIA

La construccin de vas frreas tiene una larga historia en los estados unidos que data

desde 1700. Las vas frreas permanecen como una forma importante de transporte

en el siglo XXI y una fuente de empleo para muchos trabajadores.

FIG. 1.- Los primeros ferrocarriles del tipo se llamaron Tranvas, construidos en Nueva

York en 1764, para el ejrcito. Muchos aos despus, en 1826, un tranva comercial

fue construido en Massachusetts. En 1826 John Stevens introdujo la locomocin a

vapor y cuatro aos despus empez la construccin de la va frrea de Baltimore y

Ohio.

PROCESO CONSTRUCTIVO DE

LAS VIAS FERREAS


PAG. 5

1.- SISTEMAS DE TRANPORTE POR VIAS FERREAS.

Los tres tipos ms importantes de sistemas de transporte por rieles son: de pasajeros

y carga entre ciudades, conmutador y transito rpido. Los atributos ms sobresalientes

de cada uno son la seguridad, el bajo requerimiento de energa (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 ms) en

un solo tren, rea mnima de terreno necesaria para derecho de va, seguridad de

servicio bajo todas las condiciones climatolgicas y poca contaminacin atmosfrica.

Otros tipos de sistemas de transporte por rieles que reciben atencin creciente es el

transporte rpido de personas, cuyo objeto es trasladar pasajeros de una estacin

sobre la ruta a otra estacin sobre la misma, con un mnimo tiempo de espera y sin

escalas, y sistemas de monorriel y guas fijas de levitacin magntica.

Los sistemas interurbanos para transporte de pasajeros y carga cuentan con muchas

vas frreas, pero algunos proporcionan solo servicio de carga. Los requisitos de

ingeniera para un servicio satisfactorio de pasajeros incluyen carros que tengan

juegos de ruedas equipados con muelles de carrera larga, amortiguadores,

estabilizadores de cruceta, aire acondicionado, alumbrado apropiado, decoracin

atractiva y asientos confortables de saln, instalaciones limpias y apropiadas en los

baos, capacidad conveniente para equipaje, buen servicio de carro-comedor a precios

razonables y carros miradores de reposo (excepto si se trata de servicio nocturno). Los

tiempos de salida, la velocidad, las llegadas a tiempo y las tarifas bajas tambin son

factores importantes.

Para el xito del servicio de carga entre ciudades, usualmente las tarifas son lo ms

importante. La facilidad de carga y descarga, el tiempo en trnsito, la libertad de

fletear sin dao y las entregas a tiempo son, asimismo, importantes. Se necesitan

buena ingeniera y operacin para proporcionar servicio de carga redituable. Se han

desarrollado muchos tiempos especializados de carro para satisfacer las necesidades

de los usuarios, y han sido muy eficaces para atraer y retener el trfico de carga por

ferrocarril.

1.1.1.- SISTEMAS CONMUTADORES (DE VIAJERO FRECUENTE).

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. Los

CAPITULO 1

GENERALIDADES


PAG. 6

periodos de ms movimiento para el transporte de trabajadores ocurren temprano en

la maana y entrada la tarde, pero debe proporcionarse algn servicio durante el da.

Requisitos importantes son la seguridad, el tiempo mnimo de viaje, la utilidad, la

comodidad y la economa. En general, los trenes se desplazan en vas reglamentarias.

Pueden estar equipados con unidades autopropulsadas o ser movidos por locomotoras

disel-elctricas.

El viaje en automvil compite con el servicio de viajes frecuentes, es pues, importante

que los ingenieros diseen un servicio que atraiga el volumen mximo posible de

pasajeros. Los atractivos son los trenes a intervalos frecuentes, la proteccin contra

las inclemencias del tiempo, los ahorros posibles en tiempos de viajes y de costo as

como el mejoramiento de la calidad del aire y de la economa. Algunos estudios

apuntan que el trnsito en vas comparado con el carretero ofrece costos de

construccin ms bajos al disminuir los requerimientos por derecho de paso y carriles

de viaje para automviles. El uso de carros con doble piso, de acero inoxidable, con

aire acondicionado, buen alumbrado y asientos confortables; la operacin puntual y la

programacin frecuente, ms la operacin reversible han producido un aumento

sustancial en el viaje frecuente, a pesar del aumento en las tarifas.

1.1.2.- SISTEMAS DE TRANSITO RAPIDO.

Son principalmente interurbanos, aunque algunos proporcionan servicio a los

suburbios cercanos. Las necesidades tpicas son el servicio frecuente y seguro. Carga y

descarga rpidas, peso ligero para aceleracin y frenados rpidos, tarifas bajas y un

grado de comodidad acorde con las otras necesidades.

Bsicamente, los vehculos de transito rpido son impulsados por alguna forma de

electricidad externa. Durante las horas de mayor movimiento, los pasajeros por lo

general viajan de pie durante una parte del recorrido. En lugares densamente

poblados, tradicionalmente el sistema de vas se ubica bajo la superficie o en

estructuras elevadas. En algunos lugares de alta aglomeracin urbana, las carreteras

para trnsito de automviles han sido sustituidas por vas. Del mismo modo, en varias

partes cntricas de grandes metrpolis y de gran movimiento, el desarrollo del trnsito

ha llevado a la construccin de zonas peatonales junto a zonas comerciales.

Con el crecimiento de la poblacin se ha vuelto conveniente extender o complementar

el sistema de transito rpido en algunas ciudades; entre otras, que no tienen sistema

de transito rpido, lo es estudiar la conveniencia de contar con un sistema de transito

rpido sobre rieles o algn otro tipo de sistema que ofrezca transporte adecuado a una

poblacin mayor. Las ventajas del sistema de transito rpido por rieles son las mismas

que las mencionadas para lneas de viajero frecuente. Aunque la probabilidad de que

un sistema de transito rpido por rieles se sostenga por sus propios recursos no es


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alta, pocas ciudades son capaces de proporcionar, en calles y autopistas existentes,

un servicio de autobuses autofinanciable.

Una diferencia importante entre los sistemas de viajero frecuente y los de transito

rpido es que estos ltimos requieren nuevas construcciones en la mayora de los

casos. En consecuencia, deben hacerse estudios para determinar la localizacin y

espaciamiento de las estaciones, de manera que sean ms compatibles con las lneas

alimentadoras de autobuses, para ser lo ms convenientes el mayor nmero posible

de personas.

FIG. 2.- Un sistema de transito rpido de personas.

1.1.3.- TRANSITO RAPIDO DE PERSONAS.

Se trata de un sistema que proporciona servicio individualizado de pasajeros (PRT,

personal rapid transit); tambin se denomina transito automatizado (AGT, automated

guideway transit) o transporte elctrico. Los carros de este servicio son relativamente

pequeos y son elctricos. El mejor tipo de sistemas permite a un pasajero llamar un

carro a la estacin apretando un botn o por disco. Despus de ascender al carro, el

pasajero puede designar la estacin a la que quiere llegar, con solo apretar un botn o

accionar un disco; el carro se desplazara a esa estacin sin detenerse en estaciones

intermediarias. El objetivo es minimizar los tiempos de espera y de trnsito. La

operacin es completamente automtica. Puede evitarse la interferencia con otros

carros en la misma lnea con un itinerario por computadora. La venta y recoleccin de

boletos tambin es automtica, por medio de mquinas expendedoras y torniquetes

de acceso controlados por computadora.

1.1.4. VEHICULOS PARA EL TRANPORTE POR RIELES.

Con excepcin de los carros del transporte rpido, estos carros estn equipados

predominante con ruedas de acero, debido a sus baja resistencia a la rodadura y a que

cada rueda puede soportar una gran cantidad de peso. Unos cuantos sistemas de

transito rpido utilizan vehculos con llantas de hule que corren auto guiados sobre


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vigas o rieles de concreto. Las desventajas de tales vehculos son la mayor resistencia

al rodamiento, mayor costo de operacin e inferior capacidad para soportar peso. Otra

desventaja del sistema con llantas de hule se da en la operacin en cambiavas. En un

sistema, las llantas de hule estn separadas lo suficiente para permitir una estructura

regular de la va, agujas de cambio y sapo, que debern colocarse en la ubicacin del

cambiava. El vehculo tiene dos ruedas de acero y un eje en cada extremo. Conforme

el vehculo se aproxima al cambiava, los rieles de concreto se adelgazan hacia abajo,

de manera que el vehculo quede sobre las ruedas de acero a lo largo del cambiava;

despus, los rieles de concreto se engruesan hacia arriba para soportar de nuevo al

vehculo. Los vehculos deben operarse a baja velocidad en los cambiavas de este tipo

de sistemas con llantas de hule.

Los sistemas de transporte rpido se disean para un fin especfico y se usa el tipo de

vehculo que mejor sirva para ese fin. La mayor parte de las veces estos sistemas son

usados para transportar pasajeros en aeropuertos o centros recreativos. Se prefieren

las ruedas de hule, en parte porque proporcionan traccin en pendientes de incluso

10%. Si el carril est expuesto a nieve o hielo, la superficie de rodadura para llantas

debe calentarse cuando hace tiempo de frio. Se estudia actualmente el soporte por

levitacin magntica, y un sistema de colchn de aire se encuentra en operacin en la

universidad de Duke. El nmero de pasajeros sentados por vehculo vara entre 4 y 20.

Los vehculos son operados principalmente como unidades individuales, pero algunos

operan en convoyes de 5 a 8 carros.

FIG. 3.- Corte transversal de vehculos de transito rpido con llantas de hule.

1.2.- SISTEMAS DE FERROCARRILES.

1.2.1.- METODOS DE TRACCION.

Los trenes que se mueven sobre rieles para la carga y pasajeros entre ciudades son

remolcados por locomotoras de disel-elctricas. Donde hay seguridad de suficiente

densidad de trnsito, se usan locomotoras elctricas con catenaria elevada o un tercer


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riel. La mayor parte de los sistemas de viajes frecuentes estn accionados por

locomotoras disel-elctricas con controles de inversin de direccin en algunos de los

carros, de manera que no se tenga que dar vuelta a los trenes en cada terminal de la

ruta. Diversos sistemas de viajes frecuentes estn electrificados, y cada carro tiene su

propio motor, de modo que no se necesita una locomotora aparte. Todos los sistemas

de transito rpido son elctricos y cada carro tiene un motor impulsor en cada eje para

proporcionar suficiente adherencia durante las rpidas aceleraciones y

desaceleraciones requeridas. Los sistemas de transito rpido son tambin elctricos.

Algunos de ellos, sin embargo, son impulsados por motores de induccin lineal

dispuestos a intervalos a lo largo del sistema de gua. La propulsin se logra por medio

de placas de reaccin situadas en la parte inferior de los vehculos. Las

investigaciones patrocinadas por la Federal transit agency (FTA) sobre los sistemas de

transito rpido comprenden los siguientes sistemas de mini vehculos guiados:

monorriel suspendido, levitacin neumtica sobre gua de concreto, llantas de hule

sobre gua de aluminio y llantas de hule sobre gua de concreto. Sin duda otros

sistemas se desarrollaran en el futuro.

FIG. 4. Corte transversal del sistema transportador de personas.

Puesto que los cambios son una parte tan importante del sistema personal del trnsito

rpido, el sistema comn de ruedas para doble riel tiene una ventaja que ser difcil,

pero no imposible de superar. Por ejemplo, el vehculo para pasajeros de la figura 19.4

descansa sobre ruedas con llantas de hule y es guiado por otras ruedas con llantas de

hule que apoyan sobre una viga gua de acero. Para hacer los cambios, un extremo de

la viga gua puede moverse hacia uno y otro lado, para alinearse con la va deseada. El

carro de transporte rpido de la figura 19.5, descansa sobre un juego de cuatro ruedas

de llantas de hule, y es guiado por otro juego con el mismo nmero de llantas. Las


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ruedas gua pueden controlarse por la computadora para hacer que el vehculo de

vuelta a la izquierda o a la derecha sobre la superficie gua. As pues, en una estacin,

el carro puede hacerse pasar dirigiendo las ruedas gua de manera que sigan una

superficie gua, o pueda drsele vuelta para detenerlo en una estacin, de manera que

siga otra superficie gua. En consecuencia, no se necesitan partes mviles en las vas

conductoras para que un carro se desviara o se detenga en una estacin.

La suspensin para cualquier tipo de sistema, pueden ser ruedas (de acero o con

llantas de hules), levitacin sobre colchn de aire fig. 19.6, o levitacin magntica fig.

19.7. Puesto que ambos tipos de levitacin son costosos y complicados, debe hacer

ventajas especiales para justificar este gasto si se usa en el sistema.

La fuerza motriz para un sistema de transporte puede ser disel-elctrica, elctrica,

turbina de gas elctrica, turbina de gas hidrulica, propulsin a chorro, motor de

induccin (Figs. 19.6 y 19.7) o neumtica. Los costos y caractersticas de cada sistema

deben tenerse en cuenta al seleccionar el tipo de propulsin para cada tipo de

transporte dado. Existe mucha experiencia con motores disel-elctricos, y cierta

experiencia con motor elctrico de turbina de gas y con el hidrulico con turbina de

gas. Esta experiencia muestra que es difcil competir con el motor disel-elctrico con

el elctrico. Hasta hoy, la eficiencia del motor turbo-elctrico o turbo-hidrulico no ha

llegado a igualar la de los otros dos.

Para velocidades superiores a 100 mph, la propulsin con motor elctrico tiene

ventaja sobre el disel-elctrico, debido a que el motor elctrico no tiene que jalar el

peso de la planta generadora y porque, en periodos cortos, puede consumir una gran

cantidad de energa de la catenaria, en tanto que el disel- elctrico tiene una potencia

mxima fija. Sin embargo, para velocidades de alrededor del 150 mph, la adherencia

de la rueda al riel y la catenaria se vuelven problemticas.

Se ha logrado una velocidad de 200 mph en corridas de prueba con un vehculo

propulsado por motor elctrico y soportado por ruedas de acero sobre va normal. Sin

embargo, para lograr velocidades de 200 a 300 mph en forma regular, los vehculos

pueden tener necesidad de ser impulsados por un motor lineal de induccin o turbo

chorro. El ltimo, sin embargo, no es conveniente por el nivel de ruido, y el primero

tiene dificultad para mantener el reactor de va en alineacin y superficie precisa para

tan altas velocidades, as como mantenerlo libre de partculas agitadas por el viento,

arena, nieve y hielo. A tan altas velocidades, es considerable la potencia necesaria

para superar la resistencia del aire.


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FIG. 5. Esquema del principio de la levitacin magntica.

1.2.2.- SISTEMA DE LEVITACION.

Desde 1965 se han llevado a cabo investigaciones, trabajos de desarrollo y pruebas

en Estados unidos, Inglaterra, Alemania, Francia, Japn y Canad sobre los sistemas

de transporte por levitacin. Dos conceptos se han estudiado: el vehculo guiado sobre

colchones de aire (fig. 19.6) y el vehculo de levitacin magntica (fig. 19.7). El sistema

apoyado sobre colchones de aire no es el preferido por muchos ingenieros debido al

alto nivel de ruido que genera, consumo de energa, peso de los ventiladores y

motores, y a la falta de diseo de un sistema de cambios de carril adecuados.

FIG. 6. Esquema de un sistema magntico de levitacin de alta velocidad.

Un especialista seala que un sistema de levitacin de alta velocidad ofrece las

siguientes ventajas: tiempo de viaje reducido, comodidad, seguridad, puntualidad,

tarifas competitivas, mnima perturbacin del medio ambiente, compatibilidad con

otros sistemas de transporte y probabilidad mnima de descomposturas. Habra que

aadir a esos factores el funcionamiento bajo cualquier condicin climatolgica.

El tipo ms prometedor de sistema magntico de levitacin no requiere toma directa

de corriente elctrica entre el vehculo y el sistema de gua. La levitacin magntica

soporta al vehculo. Con este fin se alimenta corriente alterna trifsica en las bobinas


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localizadas en el sistema gua que impulsan al vehculo. La levitacin se controla

cambiando el voltaje de los electroimanes y la velocidad se controla cambiando la

frecuencia del devanado trifsico. Velocidades de 259 a 300 mph son factibles de

alcanzarse con un consumo de energa por pasajero-milla algo menor que el de un

avin viajando a 500 mph y algo ms que el de un auto a 60 mph.

En la figura 19.8 se muestra un esquema de un sistema magntico de levitacin. El

sistema gua puede ser elevado por razones muy practicas aunque puede ser tambin

subterrneo. Este sistema ofrece muchas ventajas: ningn contacto elctrico

mecnico directo con el vehculo, ausencia de friccin en el sistema de propulsin;

ninguna parte mvil susceptible al desgaste; alta confiabilidad, buena seguridad para

los pasajeros, bajo nivel de ruido, comodidad excepcional de viaje y ninguna

contaminacin ambiental. Se cree que la inversin inicial, los costos de operacin y

mantenimiento puede ser competitiva.

De particular inters para los ingenieros civiles en este sistema son la construccin del

sistema de gua y de los pilares de soporte (o tneles), el mantenimiento de la

superficie y alineacin de los carriles y de las seales de advertencia de

obstrucciones.

1.3.- ANALISIS DE COSTO-BENEFICIO DE SISTEMAS DE TRANSPORTE.

En estados unidos, la construccin de nuevos sistemas interurbanos para transporte

de carga por va frrea incluye, en buena parte, cambios de trazo, revisiones de

pendiente y colocacin de sistemas de vas para dar servicio a nuevas industrias,

minas y canteras as como para el edificio creciente. La justificacin del cambio de

trazo estriba en la reduccin de curvaturas, con objeto de permitir velocidades

mayores o acortamientos de la lnea para reducir el tiempo de recorrido y as competir

mejor en el negocio de pasajeros y carga. La reduccin de la curvatura y extremos

cortos de trazo tambin disminuyen costos de mantenimiento, lo cual ayuda a los

ferrocarriles a ser ms competitivos con relacin a otros medios de transporte. La

justificacin para las reducciones de pendiente radica en que permiten la operacin de

trenes ms largos con una tripulacin, o eliminar el costo de mquinas auxiliares. Los

beneficios obtenidos en esta forma pueden determinarse a partir de los datos

proporcionados en la seccin 1.16 el costo de los cambios de va o lnea, o las

revisiones de pendiente, deben determinarse a partir del costo del derecho de va

necesario y el costo de construccin de la nueva lnea.

Los beneficios del cambio de lnea o nivel deben calcularse por el tiempo reducido de

viaje, la reduccin de fuerza motriz en inventario, disminucin de desgaste de equipo

rodante, ahorros de combustibles, reduccin en costos de conservacin de va,

reduccin en costos de cambio de componentes de vas y eliminacin de instalaciones


PAG. 13

fijas, incluyendo, pero sin limitarse a desviaciones, estaciones, equipo de seales y

cruceros de caminos. Los beneficios de las construcciones de nuevas lneas para

industrias, minas y pedreras deben estar basadas en el ingreso agregado que se

espera que las nuevas lneas produzcan, comparados contra el costo de construccin,

conservacin e impuestos por las nuevas vas.

Para los sistemas de transito rpido considerado, el anlisis de costo-beneficio es ms

importante. Existen beneficios cuantificables que pueden incluirse en el anlisis.

Existen tambin beneficios no cuantificables que deben tenerse en cuenta para tomar

la decisin final. Las comparaciones de costo y beneficio deben hacerse entre

sistemas alternos de transporte en ferrocarril, as como con otras formas de transporte

masivo y sistemas carreteros necesarios para mover un volumen equivalente de

personas de manera eficiente en costos.

Los beneficios cuantificables producen una ganancia econmica neta, y son atribuibles

directamente al sistema de transito rpido. Incluyen ahorro en el costo de terrenos,

aumento en los valores de terreno, reduccin del tiempo de viaje, disminucin del uso

de automviles y costos de estacionamiento, descongestionamiento del trfico de

automviles, mejoramientos en la calidad del aire, reduccin de efectos adversos en el

ambiente, disminucin de la contaminacin por ruido, reduccin del

congestionamiento en zonas peatonales del rea de negocios, disminucin de la

necesidad de un segundo o tercer vehculo para, muchas familias, ahorro en el costo

de seguros y transporte.

El anlisis del costo-beneficio debe hacerse para un futuro razonable e incluir el

crecimiento previsto de la poblacin, amortizacin del equipo segn la tasa de inters

que debe pagarse en un periodo de 25 a 30 aos.


PAG. 14

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

2.1.- SELECCIN DE RUTA.

Las nuevas construcciones de sistemas para pasajeros y de carga entre ciudades

incluyen normalmente cambios de lnea, revisiones de pendientes o sistemas de vas a

nuevas industrias. La nica consideracin en la seleccin de ruta es obtener el objetivo

deseado al ms bajo costo con perjuicios ambientales mnimos. Puesto que la

pendiente y las estructuras de los puentes son probablemente los nicos conceptos

que pueden variarse, deben utilizarse los mapas geolgicos y topogrficos que tiene el

gobierno en la medida que resulten suficientes. Si est de por medio una considerable

cantidad de va, probablemente convendr disponer de mapas areos del contorno

(fotogrametra), primero a gran escala para delinear una o ms rutas posibles y luego a

escala menor a lo largo de cada ruta para ahorrar las cantidades de pendientes

estimadas.

2.2.- ALINEACION HORIZONTAL Y VERTICAL.

La pendiente mxima y el mayor grado de curvatura deben establecerse antes de

escoger un emplazamiento. La pendiente se expresa como la razn entre la elevacin y

la distancia en porcentaje (1% de pendiente significa que se eleva 1 ft/ 100 ft). El

grado de curvatura es el ngulo central, en grados, subtendido por una cuerda de 100

ft. Es importante que tanto la pendiente como el grado de curvatura se mantengas al

mnimo; pero casi siempre una pendiente y un grado de curvatura menor significa un

costo de construccin mayor y a veces ms tiempo. Deben hacerse estudios de

diversas rutas que tengas diferentes pendientes y grados de curvatura, tomando en

cuenta las cargas anuales que han de llevarse en el costo de construccin y los costos

estimados previstos para la operacin del tren. A partir de estos estudios, pueden

seleccionarse la pendiente y la curvatura para obtener los costos mnimos. Deben

calcularse el tiempo de recorrido para tomar dicha decisin.

El ancho de la va (trocha) debe decidirse anticipadamente. El ancho normal de va en

los estados unidos es de 4 ft 8 in, medido entre las caras internas de las cabezas de

los dos rieles de la va a una distancia de 5/8 de in bajo la superficie de rodadura de

los rieles. Debe usarse este ancho si el equipo va a intercambiarse con otros

ferrocarriles que tengan ancho normal de va. Las locomotoras, carros y el equipo del

trabajo mecnico estn fabricados para este ancho.

Se debe seleccionar tambin una seccin transversal derecho de va. Se recomienda,

CAPITULO 2 DISEO


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para la corona de la va, un ancho mnimo de 22 ft para la parte superior de la

subrasante con subbalasto, balasto y la va colocados en la parte superior. Para

desvos o vas mltiples se recomienda una distancia mnima de 14 ft entre ejes de

vas. En los rellenos, los taludes deben ser, por lo menos, de 1 a 1 en tierra, de 1 a

1 en roca suelta y de 1 a 1 en roca slida.

En consecuencia, es aconsejable una inspeccin ocular del lugar antes de seleccionar

la alineacin final. Antes que se inicie la construccin, debe hacerse un levantamiento

final para localizar fsicamente los puntos de control y a lineacin y estaquillar el

proyecto, para dar adecuada informacin para el contratista de obras.

2.3.- SISTEMAS DE VIAJES FRECUENTES Y DE TRANSITO RAPIDO.

La seleccin de ruta para estas lneas ms cortas se determina por cierto nmero de

factores. Puesto que estos sistemas son para el servicio de pasajeros, se prefiere un a

ruta que atienda al mayor nmero de usuarios conectndolos a centros de actividades.

Esto puede hacerse tomando en cuenta lo siguiente:

Servicio al uso actual de la tierra, que incluye las reas de mayor empleo, reas

residenciales, instituciones (hospitales, escuelas, iglesias, reas de recreo y otras

instalaciones pblicas), campos deportivos, zoolgicos, parques y otras reas

culturales y de diversin.

Disponibilidad del derecho de va como factor importante en el costo. Los

alineamientos que usan el derecho de va existente, tierras ociosas y terrenos y calles

de propiedad pblica, minimizaran los costos de adquisicin y reubicacin de casas y

negocios.

Planes y proposiciones actuales de proyectos pblicos y privados con miras al futuro.

Impactos de transito propuesto en el medio ambiente, ruido, vecindarios que se

crucen, seguridad y oportunidades para mejorar el crecimiento de barrios.

Para las lneas de transito rpido es posible utilizar pendientes ms pronunciadas que

para las lneas de pasajeros o carga entre ciudades, aunque aqu tambin las

pendientes practicas mnimas proporcionen economas en la operacin. Para las

curvas horizontales, el grado de curvatura debe mantenerse en el mnimo practico. La

curvatura mxima permitida depende de la velocidad de operacin deseada, la

cantidad de sobreelevacin que debe proporcionarse y de las caractersticas del

equipo rodante. Debe prestarse atencin tambin a la longitud de los carros que van a

operarse en vas subterrneas, debido a que entre ms pronunciada sea la curva, es

mayor el ancho requerido (debido al sobrevuelo) y al costo ms elevado de


PAG. 16

construccin del tnel.

Para un sistema de transito rpido se han establecido las siguientes normas de va:

Tangente: longitud mnima deseada, 500 ft, y mnimo absoluto, 75 ft; extensin en las

estaciones, 100 ft a partir de la longitud de la plataforma.

Curvatura: radio mnimo deseable para vas de lneas principales, 1000 ft; para vas de

patio, 250 ft; radio mnimo de va en tneles circulares, 1000 ft.

Deben utilizarse curvas de espiral o de transicin entre tangente y curva de 1 o ms,

excepto en vas de patio o de baja velocidad; tambin deben usarse entre curvas

compuestas.

Pendientes: mxima entre estaciones, 3.5%; a travs de estaciones y vas terminales

de almacenamiento y rea de patios, a nivel; longitud mnima de perfil con pendiente

constante, 500 ft.

Se deben usar curvas verticales entre cambios de pendiente; longitud mnima de

curva, 100 veces la diferencia algebraica de las pendientes conectadas pero no menos

de 200 ft. Cuando se combinan curvas verticales y horizontales y se presenta una

sobreelevacin en exceso de 1 in, la longitud debe ser el doble.

Las curvas inversas no se deben usar so no se incorpora la longitud mnima de

tangente o la requerida para los dos tramos rectos de la elevacin, la mayor de las

dos.

La sobreelevacin debe ser de equilibrio para la velocidad permitida con un mximo de

4 in. Una elevacin desbalanceada de hasta 2 in se permite para velocidades que

requieran una elevacin mayor de 4 in.

2.4. DERECHO DE VIA.

Para lneas interurbanas de pasajeros y de carga, el derecho de va necesario debe ser

el determinado para acomodar el nmero de vas y el talud para los cortes, rellenos y

bancos de prstamo. A menos que la lnea se localice en una zona densamente

poblada o el costo del terreno sea muy alto, se debe procurar un derecho va mnimo

de 50 ft de ancho a cada lado de la va. Tambin se deben reservar espacios para

alguna estacin o patio que se requiera.

La ubicacin de patios para recibir, clasificar y de salida est sujeta principalmente a

las condiciones de operacin. Alguna vez los patios estuvieron colocados entre

divisiones con diferentes pendientes dominantes. Con la energa disel y para evitar

demoras debidas a maniobras de patio, es preferible manejar el mismo tren desde su

origen hasta su destino, agregando o quitando unidades disel en los puntos


PAG. 17

intermedios si las condiciones lo justifican.

Los sistemas de transito rpido bajo la superficie, a nivel o en estructuras elevadas

son ventajosos en regiones densamente pobladas. Los costos de construccin, efectos

de su construccin en negocios y viajes, as como los costos de conservacin a largo

plazo y los efectos del sistema de transporte en negocios y viajes deben ser

considerados para determinar el mejor derecho de va para el sistema seleccionado

para transporte colectivo al servicio de una zona especfica.

2.5.- CURVAS HORIZONTALES.

2.5.1.- CURVAS SIMPLES.

Una curva simple tiene un radio constante en toda su extensin. El grado de curvatura

se mide generalmente por el ngulo central subtendido por una cuerda de 100 ft de

largo. El radio R, en ft, y el grado de la curva D estn relacionados por

.

Para curvas hasta de 7, la longitud medida a lo largo de la curva es prcticamente la

misma que si se mide con cuerdas de 100 ft. Por tanto, el radio R, de una curva esta

dado aproximadamente por

Para localizar o estacar el eje de una curva simple, las tangentes (en sus extremos)

deben prolongarse, si es posible, hasta una interseccin I, y el ngulo de interseccin

se mide con teodolito.

FIG. 7. Curva simple.


PAG. 18

2.5.2 CURVAS COMPUESTAS E INVERSAS.

Una curva compuesta comprende dos o ms curvas simples donde cada curva

sucesiva tiene una tangente comn 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 clculo de las

distancias tangenciales es ms complicado.

Una curva inversa es una combinacin de dos curvas simples con centros en los lados

opuestos de una tangente comn. Las curvas inversas son aceptables en vas de paso

y de patio de baja velocidad; pero jams deben emplearse en una lnea principal.

FIG. 8.- Curva compuesta. FIG. 9.- Curva inversa.

2.6.- PERALTE DE CURVAS.

La elevacin del riel externo de una curva en relacin con el riel interno es deseable en

la va de una lnea principal. La cantidad de peralte depende del grado de curvatura y

la velocidad de operacin deseada a lo largo de la curva. Sin embargo, la cantidad de

elevacin est limitada usualmente a 6 in para evitar la inclinacin 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

disea la elevacin de la curva.

La cantidad de peralte que debe darse en una curva, hasta el mximo de 6 in, es

cuestin de juicio, sujeto a cambio segn la experiencia en servicio. La mayora de las

empresas ferroviarias tienen sus propios criterios, que combinan velocidad, curvatura,

cantidad de exceso de balance y longitud de espiral para determinar el peralte


PAG. 19

permisible. El servicio de trenes de pasajeros en lneas de carga, sin embargo afecta

los requisitos de peralte.

La velocidad de equilibrio es la velocidad con que la fuerza centrfuga debida a la

curvatura esta balanceada por la componente hacia dentro del peso del carro debida a

la elevacin de la curva.

La velocidad permisible, ligeramente superior a la de equilibrio, no causa incomodidad

a los pasajeros u otros efectos deseables.

2.7.- ESPIRALES.

Debe situarse una curva de transicin 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. Tambin proporciona un medio para

elevar gradualmente el riel en proporcin adecuada al grado de curvatura.

Pueden usarse diversas formas de espiral. La que se usa generalmente en estados

unidos aumenta el grado de curvatura a la par de la longitud.

FIG. 10.- Espiral.


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2.8. CURVAS VERTICALES.

En los cambios de pendiente de la lnea principal se debe disear una curva vertical de

la longitud suficiente para evitar la accin excesiva de aflojamiento en los trenes de

carga largos o una sensacin de incomodidad a los pasajeros a la mxima velocidad.

La experiencia demuestra que la relacin de cambio de pendiente, por estacin de

100 ft, en curvas verticales no deben exceder al 0.10% en las cimas o 0.05% en valles.

As, 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 disear 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.

FIG. 11.- La curva vertical parablica conecta dos pendientes en una cresta.


PAG. 21

.

3.- GENERALIDADES.

Existen diferentes tipos de construccin de va; de acuerdo al tipo de servicio de

transporte y las caractersticas del medio fsico.

Riel doble: dos lneas paralelas con rieles de acero situado sobre plaquetas,

durmientes y balasto para vehculos con energa disel-elctrica o elctrica.

Dos lneas paralelas de vigas de acero o concreto, para proporcionar soporte y gua a

vehculos elctricos con llantas de hule.

Dos lneas paralelas de rieles adecuadamente diseados para el soporte de vehculos

tipo levitacin, sean de colchn de aire o magnticos (vehculos Maglev o de colchn

de aire), con motor de induccin lineal o turbo chorro como fuerza de traccin.

Monorriel: una lnea de riel y soporte de riel de tipo adecuado, con vehculos

soportados sobre el monorriel o suspendido en el y propulsado elctricamente.

Un monorriel soportado en su parte inferior puede usarse para construccin elevada y

en subterrneo; pero si se usa al nivel del terreno debe tener diferente altura en los

cruces con las calles y carreteras. Puede usarse un monorriel suspendido para una

construccin elevada. Debe proporcionarse suficiente holgura bajo la parte inferior del

vehculo para los cruces de calles y carreteras. Su uso en tneles implicara

suspenderlo de la parte superior del tnel, lo cual implicara una construccin

sumamente costosa.

Adems, un sistema de monorriel tiene desventajas para efectuar cambios, soporte

del peso, as como en el costo de la construccin y en la calidad del viaje.

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

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 construccin de vas sobre el terreno o elevadas. Sin embargo, en

construccin subterrnea, el sistema de doble riel con ruedas de acero sobre el riel de

acero tiene rieles sujetos a una placa de durmiente aislada, que esta atornillada a la

plantilla de piso, pero separada por un amortiguador aislante, y manguitos y roldanas

aislantes para los tornillos de sujecin.

Esta forma de sujecin es ms econmica que la excavacin de altura adicional del

tnel o subterrneo para dar lugar a los durmientes y al balasto, aun cuando se use

CAPITULO 3

CONSTRUCCION DE VIAS.


PAG. 22

una altura de solo 6 in de balasto bajo el durmiente. El sistema de doble riel con

llantas de hule sobre rieles de acero o de concreto tiene algunas desventajas en el

costo inicial, debido a que debe usarse un dimetro mayor de llantas que para las

ruedas de acero, lo que se traduce en mayor altura de la seccin del tnel o del

subterrneo. Esto, sin embargo, se compensa en gran medida por el ancho menor de

la abertura necesaria para los vehculos que usa este sistema.

FIG. 12. Secciones de una va.

3.1.1.- TRABAJOS PRELIMINARES.

3.1.1.1.-ESTUDIO DEL TERRENO.

En este caso se realizara de acuerdo a lo especificado por una va terrestre, en lo cual

se deber efectuar en todo el trayecto de la va.

FIG.13.- Estudio del terreno donde pasara una va frrea.


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3.1.1.2.-ESTUDIO TOPOGRAFICO.

Se realizaran estudios para determinar los niveles de inclinacin de las vas ya que

estas se realizan en terrenos muy bruscos.

FIG. 14.- Realizando el estudio topogrfico.

3.1.1.3.-DESMONTE.

En la parte donde cruzara la va en el caso que se ha por terrenos vrgenes se llevara a

cabo el retiro de toda la vegetacin. Si el caso fuera un tramo de un metro se retiraran

todas aquellas obras que influyan en la construccin.

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

3.1.1.4.-DESPALME.

Antes de iniciarse la construccin, se limpiar todo el terreno de los escombros,

residuos, malezas, etc. Que hubiere. Los rboles, incluso su raz, sern retirados o

conservados en buen estado, de acuerdo a las indicaciones de la Inspeccin de Obra.

En caso de existir se cegarn los pozos negros y se destruirn los hormigueros y

cuevas. Realizado este trabajo, se nivelar el terreno, dejndolo en condiciones para el

replanteo.


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FIG. 16.- Realizando el despalme.

3.1.1.5.-ADECUACIONES DEL LOTE (NIVELACIN).

La nivelacin y el procedimiento en general, requieren las mismas consideraciones que

para construir una carretera. Con objeto de drenar rpidamente las terraceras a la

sub-rasante se le dar una inclinacin del 2%.

En la ltima capa para recibir los durmientes, es recomendable aplicar un riego de

impregnacin con producto asfaltico FR-3 con un consumo de 1.5 lts/m2.

Durante el proceso de construccin, se recomienda compactar la sub-rasante a 95%

de su peso volumtrico mximo y la capa de mejoramiento, por lo menos los ltimos

60 centmetros de 95-100%. Despus de que se construye la base y se nivela se cubre

con un material granular (sub-balasto).

FIG. 17.- Realizando adecuaciones al terreno nivelando, retirando material y colocando

material mejorado.


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3.1.1.6.-LOCOCALIZACION, TRAZADO Y REPLANTEO.

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.

FIG. 18.- Realizando el trazado, y con las maquinas se realiza las adecuaciones

necesarias.

3.1.2.- CONSTRUCCION DE VIAS FERREAS.

3.1.2.1.- COMPONENENTES DE UNA VIA.

El riel realiza tres funciones. Debe resistir la presin 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 va y, en consecuencia, debe ser rgido. Y debe

soportar cargas repetidas sin fracturarse. En consecuencia, debe tener resistencia a la

flexin y a la fatiga.

FIG. 19.- Partes de un riel.

Las placas de durmientes o plaquetas protegen a estos de los movimientos abrasivos

a lo largo y laterales de la base del riel. Las plaquetas proporcionan mayor superficie

de apoyo sobre los durmientes que la base del riel y reducen, en consecuencia, la

intensidad de dicha presin. Las plaquetas hacen ms eficaces a los clavos para

mantener el riel en posicin. En estados unidos se usan escarpias cortadas para

sujetar el riel y las plaquetas.


PAG. 26

Las anclas para rieles distribuyen a lo durmientes las fuerzas longitudinales de los

trenes, as como las fuerzas de expansin y contraccin trmicas de los rieles.

Tambin hay en sus placas de asiento y sistemas de sujecin de rieles que utilizan la

accin elstica de mordazas elsticas (clips) que sujetan las placas para restringir los

movimientos verticales de los rieles. Las placas se sujetan a los durmientes con clavos

gruesos. Las mordazas elsticas actan tanto de anclas para rieles como dispositivos

de sujecin.

Los durmientes distribuyen la carga de las ruedas en la va. El balasto distribuye la

carga de los durmientes ms uniformemente sobre la subrasante entre durmientes y

extiende la distribucin en la va. El balasto tambin debe soportar la presin de apoyo

de los durmientes sin desplazamientos y al mismo tiempo debe suministrar el drenaje.

Balasto: el tipo y graduacin del material que se usa como balasto y la seccin

transversal son importantes para calcular el costo de mantenimiento de la lnea y la

superficie de la va. Este ltimo costo debe equiparse contra el costo original. En la

construccin de nuevas vas pueden obtenerse mejores resultados, si se coloca una

capa de subbalasto en la parte superior del lecho de va, de manera que soporte la

estructura de la va, incluso el balasto superior. El subbalasto debe ser de partculas

pequeas y de un material que no se desintegre. (Especificacin D1241 de la ASTM).

Su propsito es proporcionar drenaje y evitar que la subrasante llegue a pasar por el

balasto cuando esta hmedo y bajo presin. La piedra o la escoria cribadas (residuos

minerales rocosos y arena) constituyen un subbalasto debe colocarse por capas y

compactarse cuidadosamente.

FIG. 20.- Balasto en una va.

El balasto superior puede ser de roca triturada de tamao apropiado; escoria triturada

o adecuadamente procesada, de alto horno o de horno de hogar abierto; o grava


PAG. 27

triturada, si existe una porcin suficiente de material anguloso para evitar que ruede.

Algunos ferrocarriles independientes tienen preferencias diferentes en el tamao del

balasto. En general se obtienen buenos resultados con una graduacin y tamao de

balasto del cual el 100% pasa una malla de aperturas cuadradas de 1 in; 90 a

100%; 1 in; 40 a 75%, in; 15 a 35%, in; 0 a 15%, 5/8 in y 0 a 5 %, no. 4.

Una profundidad de balasto superior a 12 in bajo la parte inferior de los durmientes, y

una capa con profundidad de 12 in de subbalasto, proporciona generalmente un buen

soporte de va para carga y trfico pesado.

Durmientes: la mayora de los durmientes de vas frreas, en estados unidos, es de

madera tratada, generalmente roble, ocote, pino o abeto. El tamao ms comn para

vas principales es de 7 x 9 in por 8 ft 6 in de largo.

Se utilizan dimensiones menores para vas 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 corazn o de savia.

FIG. 21.- Colocacion de un durmiente.

Esta parte del rbol es menos deseable para otros usos, pero muy empleado para

durmientes. En general, los durmientes que tienen los efectos siguientes no son

aceptados por los compradores: partes podridas; algn agujero mayor de 3 in de

hondo y in de dimetro cuando esta entre 20 y 40 in del centro, o a ms de un

cuarto del ancho de la superficie en la que aparece si esta fuera de las secciones entre

20 y 40 in del centro del durmiente; un nudo que tenga un dimetro promedio de ms

de un cuarto de la superficie en que aparece, excepto cuando est del lado de afuera

de la zona de 20 a 40 in; una grieta mayor de un tercio del ancho del durmiente; una

abertura o ranura de ms de 5 in de largo y un sesgo mayor de 1 a 15.


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Fig. 22.- Los durmientes ya colocados.

Cuando se reciben los durmientes en la planta de tratamiento para desecarse

(curarse), algunos ferrocarriles aplican dispositivos contra hendeduras, como espijas

estriadas o hierros S o C, para algunos o para todos los durmientes. Los durmientes

deben apilarse para el desecado, dejando espacio para la ventilacin y para

manejarlos con una gra de horquilla. Deben colocarse sobre el piso dos durmientes

viejos o ya tratados; luego se colocan nuevamente durmientes sobre los anteriores,

apoyados en los extremos; en seguida se coloca un durmiente en forma transversal en

el otro extremo.

FIG.23.- Estiba miento de los durmientes.

FIG. 24.- Componentes de una va.


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3.1.3.- COLOCACION DE VIAS.

La colocacin de las vas en la cama preparada incluye el corte, relleno y el corte de

laderas- o sobre la superficie de terreno natural es lo ms econmico y se prefiere

cuando puede llevarse a cabo. Sin embargo, en algunos casos, son ms convenientes

otros emplazamientos, por ser ms importantes que el costo inicial. Esto se aplica

particularmente a los sistemas de transito rpido por construirse.

FIG. 25.- Estabilidad de una va.

FIG. 26.- Colocando los rieles.

En algunos casos se ha visto que una ciudad ha destinado el espacio para vas en la

franja media de supercarreteras, antes de la construccin de vas de transito rpido en

fecha posterior cuando lo exigiera el crecimiento de la poblacin. En este caso, la

localizacin de la va ha sido ya decidida. De otra forma, las vas para nuevos sistemas

de transito deben construirse sobre cama abierta donde esto sea posible.

En reas residenciales, las vas deben ser elevadas o estar ubicadas en cortes abiertos

para evitar los cruces a nivel de las calles. La eleccin se hace, sobre todo, con base

en cual cuesta menos desde el punto de vista de la inversin inicial y del

mantenimiento. Los cortes abiertos probablemente requerirn muros de contencin de

concreto reforzado a cada lado de las vas, con una cerca de alambre y alambre volado

de pas en la parte superior de cada muro de contencin, para evitar que los nios u

otras personas caigan en el corte. Esto puede evitarse utilizando un tnel, pero este es


PAG. 30

ms costoso de construir y mantener.

Las vas elevadas son preferibles a los cortes en la mayor parte de los casos. Aquellas

tienen desventajas, principalmente en trminos de esttica y por los efectos el ruido

sobre los habitantes de las cercanas. Sin embargo, en la construccin moderna de

vas elevadas, el soporte de la va puede ser de concreto reforzado o concreto

preesforzado, o una combinacin de los dos, y tener aspecto agradable. La

construccin elevada puede tener una cubierta de balasto, de manera que las vas

estn soportadas por este, lo cual reduce mucho el ruido, o bien, los rieles se apoyan

directamente sobre el piso de concreto, en cuyo caso se usan sujetadores especiales

con cojines elsticos entre los rieles y la base para reducir el nivel de ruido.

Un nivel de ruido de 70 a 75 dB (A) es semejante al que se detecta en reas

residenciales, y otro de 70 a 80 dB (A) es comn en los distritos comerciales y

mercados. En reas residenciales, las vas no deben estar a menos de 100 a 120 ft

para estructuras elevadas o balastos a nivel o sobre rellenos. Para velocidades de 50

mph o superiores, debe colocarse una barrera de sonidos entre la va y cualquier casa

situada a menos de 120 ft. En reas comerciales y de mercados, las vas pueden estar

hasta a 30 ft de los edificios, siempre y cuando se coloque una barrera de sonido. La

barrera de sonido puede ser un muro vertical que se extienda desde el terreno hasta

10 in arriba de la parte superior del faldn lateral del carro, con una holgura de 8 a 10

in, recubierto en la cara interna con material acstico. (La mayor parte del ruido que

produce un carro de transito rpido proviene de los impactos de las ruedas en

general.) Tal barrera har descender el nivel de ruido a cerca de 12 dB (A). El uso de

rieles soldados continuos con la superficie de rodadura repasada peridicamente con

un carro rectificador o de repaso, o un tren de tales carros, tambin puede ser til para

reducir el nivel de ruido. Asimismo, es deseable mantener lisas de ruedas de los carros

para reducir el ruido de los impactos.

El servicio de una lnea de transporte rpido bajo la superficie en una zona financiera

importante puede eliminar los efectos adversos del ruido de un tren y reducir las

necesidades de espacio en las calles. Elevar las vas tambin reduce el impacto en el

espacio de las calles, pero tiene la desventaja de reducir la penetracin de la luz solar

al nivel de la calle. La construccin y costos de un sistema de transporte bajo la

superficie o tren elevado, sin embargo, son mayores que los de una lnea de transito

rpido estn en operacin satisfactoriamente con alineacin de superficie con

soportes flexibles y riel soldado continuo. Los diseadores de estos sistemas toman en

cuenta el efecto en el trnsito. El uso de soportes flexibles para los rieles y los rieles

soldados esmerilados peridicamente y ruedas conservadas maquinadas hasta

dejarles una superficie pulida reducen al mnimo las vibraciones de trenes y que se

transmiten por tierra a edificios cercanos.


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FIG. 27.- Una va ya terminada.

Capacidad de ferrocarriles. En las lneas para pasajeros y carga entre ciudades, la

ubicacin de las vas de paso y de patio debe tomarse en cuenta a fin de establecer la

rasante. Si la lnea es para una sola va, el tiempo que toma el tren A para ir desde una

va de paso a la siguiente y encontrar al tren B, y para que el tren B llegue a la primera

va de paso, determina la capacidad en trenes por da.

Capacidades de pasajeros. Las lneas de transito rpido y de viajero frecuente son de

doble va en la mayor parte de los casos. Es necesario tener vas de enlace localizadas

apropiadamente para permitir el uso de una sola va en periodos de receso, de modo

que puedan efectuarse las reparaciones, hacer a un lado algn carro descompuesto, o

desviar algn tren, realizar reparaciones del tercer riel o trole, o tras maniobras. Sin

embargo, no puede esperarse que agregar vas de enlace ayude mucho a la capacidad

de trfico de una lnea de doble va. Agregar una tercera o cuarta vas sera ms eficaz

para aumentar la capacidad, si fuese necesario.

En algunos lugares de alta demanda en horas de gran movimiento (por la maana y

las tardes), los sistemas de pasajeros operan de manera satisfactoria en lneas

ferroviarias de carga ya existentes. Estos sistemas dan espacio al trnsito en la

maana y la tarde, y el trfico de carga utiliza las lneas cuando los trenes de pasajeros

no operan. Uno de estos sistemas proporciona servicio de emergencia durante el da a

usuarios que viajan de regreso a suburbios.

La capacidad de un sistema de doble va, riel doble de acero, es normalmente de

alrededor de 40 000 pasajeros por va por hora. Esto est basado en trenes de 10

carros, con 300 pasajeros por carro, en operacin a intervalos de 5 minutos. El factor

determinante es el tiempo necesario para que un tren se interne en una estacin,

descargue y cargue pasajeros y salga de la estacin.

La va se coloca sobre el sub-balasto terminado, armndose como sigue:

a) La va clavada en el lugar.


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b) La va elstica en el lugar o en el taller.

Para armar la va clavada, en la que solo se utilizan durmientes de madera, las

secuencias de operaciones y los requisitos que deben cumplirse, son los siguientes:

1.- la distribucin de los durmientes se har sobre el sub-balasto terminado, siendo la

dotacin la dotacin mnima de 1830 durmientes por kilmetro de va.

2.- el escantilln se mide a 1.6 centmetros debajo de la superficie de rodamiento y

debe ser de 1.435 metros en tangente y en curvas hasta de 2 (dos grados); en curvas

de mayor grado se aumenta el escantilln a razn de 2.5 milmetros por cada grado se

aumenta el escantilln a razn de 2.5 milmetros por cada grado de curvatura o

fraccin adicional, hasta un mximo de 1.450 metros.

3.2. OBRAS ALTERNAS

3.2.1.- CRUCES DE VIA SOBRE RIOS.

El tipo de abertura para va de agua puede ser de tubo de acero galvanizado o de

concreto; caja de concreto, o puente de madera, concreto o acero. Los tubos y

registros de alcantarillado deben tener muros de cabeza para evitar que el agua

erosione el terrapln. Los estribos de puente deben tener muros de cabeza para

contener el terrapln

3.2.2.- CERCADO.

El derecho de va debe estar cercado, si se desea evitar transgresores, ganado o aves.

Los postes no deben estar separados ms de 16 ft 6 in. El cercado debe ser de malla

de alambre galvanizado No. 9 o de cintas de acero galvanizad, redondo liso o de

alambre de pas. El tipo de altura del cercado est dictados por las condiciones

locales y los requisitos reglamentarios.

3.2.3.- RIELES Y SUS ACCESORIOS.

Para dotar de rigidez a la flexin y resistencia al riel, este tiene una forma parecida a

una viga I. pero la cabeza se hace un poco ms angosta y ms gruesa que el patn de

una viga I ordinaria, para resistir mejor la presin de contacto y el desgaste producidos

por las cejas de las ruedas.

La longitud estndar del riel en estados unidos y Canad es de 39 ft. El estampado en

letras realzadas en uno de los lados del alma del riel da el peso del riel en lb/yarda, el

nmero de seccin, el molino o planta, el ao y mes de laminado y el mtodo de

manufactura. Un estampado tpico es como sigue:


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FIG. 28.- Un estampado tpico.

En el lado opuesto del alma, el riel se estampa en caliente para indicar el nmero de

colada, letra de riel (posicin en el lingote), y numero de lingote.

FIG. 29.- Dimensiones principales de un riel.

Fig. 30.- Los accesorios de un riel.


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3.2.4.- JUNTAS DE RIEL O ECLISAS PLANAS.

Se usan eclisas para unir rieles a tope, o bien, el riel es soldado a tope en grandes

longitudes antes de ser tendido en la va y, entonces, las tiras soldadas se unen con

eclisas o soldadura por aluminotermia.

En las vas unidas, la mayora de los ferrocarriles utilizan eclisas de 36 in con seis

pernos y roldanas de presin por junta de riel. Hay 271 eclisas por milla de va unida.

En aos pasados, las eclisas tenan forma de ngulo en seccin transversal y se

denominaban planchuelas angulares. Desde 1930 aproximadamente, la mayora de

las eclisas han tenido una forma semejante a una viga I y se llaman eclisas o

planchuelas de ft corto, para distinguirlas de las planchuelas angulares de pie largo.

Las barras sin cabeza ajustan en el filete superior entre el alma y la cabeza. En la base

se proporcionan una compensacin para el desgaste de la superficie de contacto. Las

barras con cabeza tienen una inclinacin en la base y en la cabeza para ajustarse a las

superficies de empalme de riel y proporcionan una compensacin para desgaste de las

cabezas y la base.

La mayora de las eclisas se fabrican de acero al carbono templado en aceite, de

acuerdo con las especificaciones dadas en el manual AREA, o por las normas ASTM. El

carbono se especifica en 0.35 a 0.60%; el manganeso, no ms de 1.20%, y el fosforo,

no ms de 0.04%. La resistencia a la tensin de 100 ksi; punto de fluencia de 70 ksi;

12% de alargamiento en 2 in y 25% de reduccin de rea. Estos son los requisitos

mnimos. Se exige una prueba de doblado. La dureza Brinell no se especifica, pero

vara usualmente de 225 a 275.

Las eclisas estn perforadas con agujeros alternos ovales y circulares. En

consecuencia, las barras pueden usarse en cualquier lado del riel y siempre habr un

par de agujeros circular y oval para el perno de va. Las dimensiones que se

recomiendan para los agujeros de un perno de va de 1 in de dimetro nominal son de

1 1/16 in para orificio circular y 1 1/16 x 1 13/32 in para orificio oval. El punzonado

de la barra se espacia a 6-6-7 1/8-6-6 in.

Es importante que las eclisas estn rectas o curvadas en la direccin menos

perjudicial. Para una longitud de estas de 36 in, una desviacin de 1/16 in en

cualquier direccin en el plano horizontal es aceptable. Paro en el plano vertical, la

barra no debe tener ms de 1/16 in en altura en su punto medio.


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Fig. 31.- Colocando una junta en un riel.

3.2.5.- PERNOS DE VIA.

Estos se usan para unir dos eclisas en su lugar. La mayora de los ferrocarriles utiliza

pernos de va de acero al carbono tratado trmicamente y tuercas de acero al carbono,

de acuerdo con las especificaciones del manual AREA o las normas ASTM. Los pernos

de va tienen una cabeza forjada tipo botn con cuello elptico u oval para evitar que

gire en la eclisa. Las cuerdas son laminadas. La mayor parte de los ferrocarriles

especifican un ajuste clase 2.

Fig. 32.- Colocando un perno.

Se especifica un mnimo de carbono de 0.30%, fosforo mximo de 0.04 y azufre

mximo de 0.06%. Son exigencias mnimas una resistencia a la tensin de 110 ksi,

punto de fluencia de 80 ksi, 12% de alargamiento en 2 in y 25% de reduccin de rea.

Se especifica una prueba de doblado. Esta es la carga mnima de tensin que debe

soportar el perno con la tuerca puesta sin barrer la tuerca o romper el perno. Para el

perno de 1 in de dimetro nominal, esta es 66 560 lb; 1 1/16 in, 76360 lb; y 1 1 /8

in, 83 900 lb. Se recomienda una tensin del perno en la va de 15000 a 25 000 lb,

para la que es adecuado el perno de 1 in de dimetro.

Se emplean rondanas de seguridad para mantener la tensin del perno y reducir la


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necesidad de apretarlo. Las pruebas han demostrado que los pernos de va llegan a

aflojarse debido al desgaste de la superficie de contacto que permite que se acerquen

las eclisas, no a causa de la vibracin. Se exige que con un afloje de 0.03 in de una

compresin inicial de 20 000 lb, las rondanas de presin mantengan una fuerza

reactiva por lo menos de 5 000 lb.

FIG. 33.- Pernos de va.

3.2.6.- ANCLES DE RIEL.

Un ancla de riel es un dispositivo para restringir el movimiento longitudinal del riel. Se

utilizan diferentes tipos. La mayora de los tipos asegura la base del riel por medio de

una accin de resorte que traba el lado del durmiente o la plaqueta para durmiente

para restringir el movimiento del riel. El ancla debe tener suficiente agarre para mover

el durmiente sobre el balasto en lugar de permitir que el riel se deslice a travs del

ancla.

3.2.7.-PLAQUETAS O PLACAS DE DURMIENTE.

Se usa una plaqueta de acero laminado entre el riel y el durmiente para reducir la

abrasin del durmiente y mantener mejor el ancho de la va. La tendencia ha sido

hacia el uso de plaquetas ms grandes y de hombro dobles, en lugar de un solo, para

retener el borde externo de la base del riel. Las plaquetas, laminadas con la seccin

transversal deseada, se cortan generalmente a un ancho de 7 in. Se da una

inclinacin de 1:40 en el asiento del riel para inclinar este ligeramente hacia adentro.


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FIG. 34.- Colocando una plaqueta.

Las plaquetas de durmiente que tienen una longitud de 12 o 13 in comnmente se

emplean en estados unidos para rieles que tengan una base de 5 in de ancho, y una

longitud de 13 o 14 in para rieles con una base de 6 in de ancho. Se da una longitud

mayor a la plaqueta del lado de afuera del riel que del otro lado (de a in) para

resistir mejor las fuerzas laterales hacia fuera que existen sobre el riel en las curva.

En general, las plaquetas de durmientes tienen cuatro agujeros cuadrados de in,

perforados en los hombros para los clavos que sostienen el riel alineado.

FIG. 35.- Plaquetas de durmiente.


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3.2.8.- CLAVOS DE VIA.

Se usan clavos troquelados para sujetar los rieles a los durmientes. Estn formados

por una punta en forma de cua para cortar las fibras de los durmientes sin rajarlos.

La cabeza es redondeada en la parte superior para facilitar el clavado; tiene la cabeza

forma oval y excntrica sobre el vstago para dar una saliente de 11/16 in para que se

ajuste a la parte superior de la base del riel.

Los clavos de lnea para sujetar los rieles en su lugar son de seccin cuadrada de 5/6

in y 6 in de largo bajo la cabeza. Los clavos de sujecin de plaquetas de durmiente

son, normalmente, cuadrados de 9/16 in y 5 in de longitud bajo la cabeza. A veces

se especifica un contenido de cobre de 0.20% para dar resistencia a la corrosin.

3.2.9.- RIEL SOLDADO CONTINUO.

Para riel nuevo, la mayor parte de los ferrocarriles utilizan riel soldado continuo. Por lo

general se coloca en tramos de un cuarto de milla de largo, y se instalan en el lugar de

trabajo en trenes especiales. Cuando se colocan en la va, los rieles se sueldan

extremo con extremo mediante proceso de soldadura de aluminotermia. En otro

proceso de soldadura opcional, se utilizan mquinas para soldar a tope en el campo

en la misma forma que un taller. El riel atornillado de medio uso se corta para eliminar

las puntas gastadas, con declive o con agujeros para tornillos, y luego se suelta a tope

antes de instalarlo en la va.

La expansin y contraccin del riel soldado continuo se evita por medio de las juntas

de riel y los sujetadores o anclas. La restriccin produce esfuerzos en el riel.

Se procura colocar el riel soldado continuo a una temperatura media, lo que puede

requerir calentar o enfriar el riel. Esto no siempre es prctico y puede ser entonces

conveniente ajustar la longitud del riel posteriormente si ocurren problemas de pandeo

o separacin en las juntas de la va.

3.2.10.-CAMBIAS Y CRUCES.

El cambiava provee los medios para que un tren cambie de una va a otra. El

cambiava est construido por un par de agujas de cambio con accesorios, un sapo, un

par de guardarrieles y un juego de durmientes de cambio.


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FIG. 36.- Cambias y cruces.

FIG. 37.- Como se realiza un cambiava.

3.2.11.-SAPOS.

Un sapo es una unidad especial de construccin de vas frreas que permite que se

crucen dos rieles. Se designa por nmero y tipo.

El nmero de sapo es la relacin entre la distancia desde la interseccin de dos lneas

de trocha y el ancho o distancia entre lneas de escantilln a esa distancia. El numero

tambin est dado por la mitad de la cotangente de la mitad del ngulo de sapo. El

nmero de sapo determina el ngulo de sapo, el grado de curvatura de la desviacin y

la aguja, o distancia del punto de cambio al punto de sapo. Puesto que la velocidad

est limitada por la curvatura, los sapos con desviaciones agudas, o sea, los de baja

numeracin, se usan para vas de patio donde la velocidad es baja. Los sapos de alta

numeracin se usan en vas principales para permitir la velocidad deseada hasta

donde sea prctico.

Los sapos son del tipo de riel rgido o de muelle. Los sapos rgidos son de riel

atornillado, el riel de acero-manganeso soldado, o construccin solida de acero-

manganeso. En un sapo rgido de riel atornillado, los componentes esta hechos de riel

laminado regular, fabricado o maquinado de acuerdo con la necesidad. El conjunto se

une por medio de pernos a travs del alma del riel, con los componentes separados


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por bloques de relleno para formar el pasa ceja. Un sapo ligado de riel de acero-

manganeso incluye un inserto de fundicin de acero-manganeso hadfield que forma la

aguja y las alas, que son los lugares sujetos a mayor impacto, deformaciones y

desgaste.

FIG. 38.- Secciones de un sapo.

3.2.12.- GUARDARRIELES.

Un guardarriel se sujeta a cada riel opuesto directamente a la aguja de sapo. El objeto

es contactar la parte posterior de cada rueda que pasa y evita que la ceja de la otra

rueda del eje caiga del lado equivocado de la aguja del sapo. Los guardarrieles son de

riel o de construccin de acero-manganeso fundido. Los extremos estn ensanchados

hacia dentro de la va, para acomodar la parte posterior de las cejas de las ruedas y

guiar el par de ruedas de cada eje en posicin lateral adecuada en la va. Es

importante que los guardarrieles sean suficientemente largos y colocados en forma

adecuada para asegurar que las ruedas estn guardadas despus de pasar el sapo.

Es importante que el ancho del tope de la guardarrieles (la distancia entre la guarda y

las lneas de trocha o entreva) sean por lo menos de 4 ft 6 5/8 in para ancho de va

normal. No se necesitan guardarrieles en sapos autoguardados.

3.2.13.-CAMBIOS.

Un cambio consiste en un par de agujas de cambio, juego de placas deslizantes de

cambio con riostras, varillas principal y de conexin y un poste cambiavas accionado

manualmente o con algn tipo de energa. Los rieles de las agujas de cambio se


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fabrican de un riel laminado normal y reforzado a cada lado del alma con tiras de

acero remachadas en el lugar. Se usan bloques taln para unir cada riel de la aguja de

cambio al riel gua adjunto y ambos se sujetan al otro riel de operacin.

El ancho de taln (distancia entre las dos lneas de entreva) es de 6 de in. As, el

ngulo de cambio queda fijado por esta distancia y la longitud del riel de la aguja de

cambio. Una aguja corta de cambio con un ngulo grande es adecuada para la

operacin a baja velocidad.

FIG. 39.- Realizando un cambio en los rieles.

Se deben tener durmientes de cambio para los cambiavas. Estos durmientes estn

espaciados normalmente 20 in entre centro. Deben colocarse dos durmientes largos

en el lugar del cambio para el poste cambiava. Cada durmiente a partir de ah debe

ser lo suficientemente largo para extenderse hacia fuera de cada base de riel externo

la misma distancia que en una va regular. En donde el durmiente de cambio se hace

el doble de la longitud de un durmiente normal, entonces se descontinan los

durmientes de cambio y se usan durmientes normales.


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FIG. 40.- Cambios de durmientes.

3.2.14.- CRUCES.

Un cruce de dos vas requiere cuatro sapos de cruce con las respectivas placas de

sapo y durmientes de cruce. Los sapos se hacen de riel atornillado; tanto de riel

normal enfriado con control como el riel tratado trmicamente; de riel ligado de

fundicin de acero-manganeso o totalmente fundido de acero-manganeso. Cada riel de

operacin tiene un guardarriel con un pasa ceja de 1 7/8 de in de ancho. Para asegura

que tales guardarrieles sean eficaces para evitar que las cejas de las ruedas entren

del lado incorrecto de la aguja, los cruces no deben hacerse con un ngulo menor de

9 36 en tangentes.

Es conveniente localizar los cruces entre tangentes en ambas vas que se intersecan;

pero cuando esto no es prctico, los cruces pueden para cumplir con cualquier

condicin de curvatura.

FIG. 41.- Un cruce.


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4. PLANES DE TRABAJO DE VIA.

En EUA, los detalles y todas las especificaciones de los materiales requeridos para

desviaciones y cruces estn dados en los american railway engineering association

trackwork plans. Algunos ferrocarriles importantes, sin embargo, tienen sus propios

planos y especificaciones reglamentarias para este material, y difieren de las de AREA.

Para pedir estos materiales para un ferrocarril, primero deben determinarse las

normas a usarse y luego especificar el ferrocarril y numero de plano y dar

especificaciones.

Para pedir cruces, debe especificarse el ngulo de interseccin, la curvatura, si la hay,

y el tamao del riel.

4.1.- CONTROL DE TRENES.

Hay varios mtodos para controlar el movimiento de trenes en las vas; dependen del

nmero de vas y de las caractersticas del trfico. El objetivo es mover los trenes

conforme a los programas deseados entre los puntos de origen y los de destino con

seguridad como consideracin principal.

Las ordenes de trenes y horarios se usan donde solo se mueven unos pocos trenes al

da en una lnea. Las velocidades de trenes de pasajeros, donde se usa este mtodo

de control estn limitadas por la federal railroad administration (FRA) a 60 mph; las de

los de carga, a 50 mph.

El sistema de bloqueo manual proporciona una operacin ms segura. Los operadores

estacionados entre bloques de vas no permiten que un tren entre al siguiente bloque

hasta recibir del operador del siguiente tramo aviso de que el bloque esta libre.

Aunque seguro, este mtodo da poca capacidad de va, programas lentos y alto costo

por operadores de bloque. En EUA, con el sistema del bloqueo manual se permiten

velocidades hasta de 79 mph por orden de la FRA.

El sistema de seales de bloqueo automtico hace se separen elctricamente bloques

sucesivos de vas, por medio de juntas aisladas del riel en ambos extremos. A menos

que el riel sea soldado continuo, se usan uniones de riel en cada junta de riel

atornillado para asegurar la continuidad del circuito elctrico entre los extremos del

riel. Una seal de tres posiciones es conectada al circuito elctrico para cada bloque y

bloques adyacentes. Una seal de tres posiciones es conectada a un circuito elctrico

para cada bloque y para los bloques contiguos. Se utilizan muchos tipos de seales.

CAPITULO 4 CONTROL DE

VAS FRREAS.


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El control automtico del tren est provisto de un inductor a un lado de la va

localizado delante de cada circuito de bloque, sobre el que pasa el receptor de la

locomotora, este receptor est montado en la caja del mun de la locomotora.

Existen otros tipos de control de trenes los cuales son el control codificado, las

seales continuas de cabina, el sistema de enclavamiento, el traslape y la sealizacin

de bloque absolutamente permisiva, el control de trfico centralizado, la operacin

automtica de trenes, la advertencia de cruce a nivel y las cercas para deslaves.

FIG. 42.- Un control de trenes.

4.2.- UBICACIN Y CARACTERISTICAS DE LAS ESTACIONES.

Las ubicaciones de estaciones ya han sido establecidas en estados unidos para trenes

de pasajeros y sistemas de transporte rpido de pasajeros.

4.2.1-ESTACIONES PARA TRANSITO RAPIDO.

Al planear nuevos sistemas, se deben considerarse varios factores para decidir la

ubicacin de estaciones:

Restricciones fsicas: espacio disponible para la estacin, lugar para estacionamiento,

espacio para la circulacin de automviles y autobuses.

Accesibilidad: localizacin conveniente dentro de la red de avenidas y arterias y rutas

alimentadoras de autobuses.

Potencial de servicio: es el nmero de personas, amas de casa, estudiantes y tipos

diferentes de empleados localizados a 700, 1500 o 3000 ft de cada estacin. La

mayora de la gente que vive o trabaja dentro de los 1500 ft de distancia de una

estacin, caminara hasta ella. En las afueras, en las reas de baja densidad, los

automviles y las lneas alimentadoras de autobuses extendern el rea de servicio de


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una estacin.

Utilidad para instituciones mayores y centros: escuelas, hospitales, reas de recreo

(incluso instalaciones deportivas)y las grandes concentraciones industriales y

comerciales localizadas 700 ft en torno de cada estacin.

Oportunidades de desarrollo: potencial de desarrollo de estructuras abandonadas o

deterioradas en un radio no mayor de 700 ft de cada estacin.

Efectos en el vecindario: congestionamiento localizado de trnsito, reforzamiento de

los centros y lmites comunitarios y adaptacin a los planes locales de desarrollo.

Viajes proyectados: nmero de pasajeros que entran o salen de cada estacin,

proyectados para 15 a 25 aos, dependiendo de las necesidades de planeacin de

transporte. El factor pasajero- asiento-milla (1 pasajero que recorre 1 milla) es una

medida til para la comparacin de costos entre los diferentes modos de transporte.

Las estaciones deben colocarse ms prximas entre s en las reas en que se espera

el mayor nmero de pasajeros, no solo para dar mejor servicio sino tambin para

eliminar el congestionamiento indebido dentro de la estacin y fuera de ella.

FIG. 43.- Estaciones para carga.

4.2.2 ANDENES.

Deben ser tan largos como el tren ms largo que vaya a operarse. Para trenes de

pasajeros y de servicio de viajero frecuente, los andenes o el rea pavimentada para la

carga y descarga estn generalmente en el lado externo de la va o de las dos vas.

Adems, la mayor parte de los andenes existentes estn al nivel de la parte superior

del riel y son de 6 ft o ms de ancho. Sin embargo, en las construcciones nuevas de

servicio de viajero frecuente y de transito rpido, es preferible ubicar los andenes entre

las vas a una altura de 42 in por encima del riel. El ancho del andn en ningn caso

debe ser menor de 10 ft y debe proporcionar un espacio de ocupacin de 8 ft2 por


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persona cuando la multitud es mxima.

FIG. 44.- Visualizacin de los andenes,

4.2.3 TERMINALES DE PASAJEROS.

Comprenden todas las instalaciones necesarias para el manejo de pasajeros equipaje,

correo y paquetera y para efectuar el servicio, la reparacin y el almacenaje de carros

y locomotoras. Las instalaciones incluyen espacio para el estacionamiento de

automviles; reas de acceso, espera, carga y salida de taxis; venta de boletos; salas

de espera y de reposo; puestos de peridicos y concesiones; cafetera, restaurante, bar

y fuente de sodas; casetas de telfono y telgrafo; carretillas de equipaje; casilleros o

gavetas de seguridad; salas de documentacin; medios para el manejo de correo,

paquetera y equipaje; acceso a los trenes y escaleras, escaleras, escaleras elctricas y

elevadores para los trenes.

Debe haber 20 ft entre eje o centro de cada va con respecto a otra, con andenes

pavimentados entre ellas. Los andenes deben estar cubiertos con un techo de tipo

adecuado. Debe dejarse un paso para pasajeros de mnimo de 6 ft de ancho en

andenes, escaleras y rampas. La inclinacin de las rampas no debe exceder la

pendiente mxima requerida para el acceso de personas discapacitadas o el sealado

por el cdigo local de construccin. Los andenes deben tener hidrantes,

tomacorrientes, conexiones de vapor y zapatas de freno disponibles en los puntos de

servicio para trenes de paso. El manejo de equipaje, correo y paquetera requiere

andenes por separado o andenes anchos, de modo que los camiones puedan pesar

sin inferir con los pasajeros, las rampas ni las bandas transportadoras; deben contar

adems con un espacio adecuado para clasificar y transbordar los bultos a otros

trenes o camiones.

El servicio a las locomotoras y a los carros requiere un patio de carros, de preferencia

con un lavador mecnico para lavar todo el equipo conforme ese entra al patio. Las


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vas es este patio deben estar a nivel y separadas 20 ft entre los centros. Deben tener

plataformas de concreto entre ellas. Es conveniente disponer de una fosa de

inspeccin de 36 in de ancho y 38 in bajo la cabeza de los rieles en algunos tramos de

las vas. De preferencia, esta rea debe estar techada para facilitar el trabajo cuando

hay mal tiempo.

FIG. 45.- Una terminal de pasajeros.

4.2.4.- TERMINALES DE CARGA.

En la mayor parte de los casos se necesita una o ms instalaciones de patio. Estas

deben contar con un patio de recepcin, un patio de clasificacin, vas de almacenaje,

reparacin, casa de mquinas y patio de salida.

FIG. 46.- Terminales de carga.


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5.- OBRAS DE MANTENIMIENTO.

5.1 ALCANTARRILLAS, VIADUCTOS Y PUENTES.

Las alcantarillas proporcionan aberturas para que pase el agua bajo las vas.

Normalmente las alcantarillas consisten en tubos galvanizados corrugados o arcos,

tubos de concreto reforzado, o cajas de concreto reforzado con marcos rgidos. Estos

son ms econmicos para su instalacin y mantenimiento que otros tipos de

aberturas.

Debe tenerse cuidado al colocar el relleno a los lados y sobre alcantarillas de gran

tamao, debido a que la presin lateral contra la alcantarilla es un factor importante

en la capacidad para soportar la presin vertical. Se usan las alcantarillas metlicas de

hasta 180 ft2 y las alcantarillas de concreto reforzadas de hasta 300 ft2 como reas de

aberturas.

FIG. 47.- Un sistema de alcantarillado.

Los caballetes o viaductos se construyen a menudo de largueros de madera tratada,

soportados por pilotes arriostrados tambin de madera tratada. Los viaductos tienen

una cubierta abierta o con balasto. Las cubiertas con balasto son ms caras en costo

inicial, pero requieren menos trabajo para mantener la va alineada y en superficie; y

ofrecen menos peligro de incendio. Los viaductos de madera tratada son econmicos,

tienen una vida de 40 aos o ms y no requieren pintura.

Los viaductos se construyen tambin de pilotes de acero o de concreto, ya sea

reforzado o preesforzado, con un cabezal de concreto que soporta largueros de acero

o de concreto. Los viaductos de acero pueden tener cubiertas con balasto o abiertas.

CAPITULO 5 MANTENIMIENTO

DE LAS VAS FRREAS.


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FIG. 48.- Realizando un tipo de puentes,

Los puentes normalmente se construyen de acero, concreto reforzado o concreto

reforzado o concreto preesforzado. En general, los estribos y pilares son de concreto

reforzado. Para puentes de acero, normalmente se usan vigas laminadas para claros

de hasta 50 ft, trabes de placas de construccin soldada o remachada para claros de

hasta 140 ft y armaduras, ya sea de tipo de paso superior o inferior para claros ms

largos. Las cubiertas abiertas o con balasto son usadas en puentes de acero, se

prefieren cubiertas de balasto para todos los tipos de puentes con su facilidad para

conservar la va y reduccin de impactos.

FIG.49.- Diferentes tipos de puentes que se utilizan en una va.

Proyecto de vias ferreas

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