CONOCIMIENTOS BSICOS DE VA FRREA UBICACIN DEL REA

CONOCIMIENTOS BÁSICOS DE VÍA FÉRREA

UBICACIÓN DEL ÁREA DE MANTENIMIENTO DE VÍA DENTRO DEL IAFE Área de Mantenimiento

UBICACIÓN DEL GRUPO DE VÍA FÉRREA DENTRO DEL IAFE Tramo Caracas Cúa Vía férrea

DATOS DEL TRAMO CARACAS-CÚA LONGITUD TOTAL 41, 377 Km CANTIDAD DE TÚNELES 24 50% Túnel más largo: Tazón ( 6, 905 km ) CANTIDAD DE VIADUCTOS 27 20% Viaducto más largo: Viaducto 5 -3 ( 1, 169 Km ) CANTIDAD DE TERRAPLENES 52 28% Terraplén más largo: Terraplén 2 ( 1, 948 km )

COMPONENTES DE LA VÍA FÉRREA DEL TRAMO CARACAS-CÚA El sistema de ferrocarril convencional es un sistema de transporte terrestre en el que los vehículos se apoyan sobre el camino de rodadura por intermedio de elementos rotativos metálicos. En lo que se refiere a la vía férrea, se tiene que ésta se compone de dos grandes elementos que son: INFRAESTRUCTURA SUPERESTRUCTURA

COMPONENTES DE LA VÍA FÉRREA CUNETA TALUD DE CORTE CARRILES TRAVIESAS Superestructura BALASTO CAPA ASFÁLTICA CUNETA Infraestructura PLATAFORMA

COMPONENTES DE LA VÍA FÉRREA DEL TRAMO CARACAS-CÚA INFRAESTRUCTURA Corte Estructura de asiento Trinchera Media ladera Terraplén INFRAESTRUCTURA Obras de fábrica Puentes Túneles Viaductos Pontones Muros Drenaje

COMPONENTES DE LA VÍA FÉRREA DEL TRAMO CARACAS-CÚA CORTE Es una explanación que se realiza cortando terreno natural con grandes pendientes para llevarlo a la pendiente de proyecto. Pueden ser en trincheras o media ladera. MEDIA LADERA TRINCHERA MEDIA LADERA Se dice cuando en el corte queda de un lado del mismo, un talud y del otro una depresión. TRINCHERA Es un corte en el que la explanación queda entre dos taludes originado por el movimiento de tierras. En el tramo se pueden encontrar con claridad dos (2) trincheras importantes como son las llamadas Trinchera Norte y Trinchera Sur.

COMPONENTES DE LA VÍA FÉRREA DEL TRAMO CARACAS-CÚA TERREPLÉN Es un proceso de explanación que se realiza construyendo una plataforma de determinada altura mediante el relleno y la compactación de capas sucesivas hasta llegar al nivel de la cota predefinida en el proyecto. En el tramo se pueden encontrar con estas características alrededor 51 terraplenes. TERRAPLEN

COMPONENTES DE LA VÍA FÉRREA DEL TRAMO CARACAS-CÚA PUENTES Son estructuras de gran envergadura que permiten el paso sobre grandes cauces de agua (ríos, lagos, entre otros). En el tramo no hay puentes. VIADUCTOS Son estructuras de gran envergadura que pueden ser de concreto o metálicos en su plataforma, que permiten el paso en desnivel (elevación) a través de otras vías, pasos de agua y terreno natural. En el tramo existen veintisiete (27) viaductos en total, de los cuales diecisiete (17) poseen la plataforma de acero y el resto (10) tienen su plataforma de concreto.

COMPONENTES DE LA VÍA FÉRREA DEL TRAMO CARACAS-CÚA VIADUCTO 4 -1

COMPONENTES DE LA VÍA FÉRREA DEL TRAMO CARACAS-CÚA TÚNELES Son excavaciones longitudinales de gran magnitud realizadas con maquinaria especial (Topas) a través de grandes cuerpos de tierra como montañas, colinas o pequeños cerros. Nuestro tramo posee 24 túneles en total. Portal Norte Túnel Sabaneta

COMPONENTES DE LA VÍA FÉRREA DEL TRAMO CARACAS-CÚA PONTONES Constituyen una forma de drenar transversalmente a la vía medianos cauces de agua (drenajes naturales de cerros, riachuelos eventuales y otros), en su mayoría son de concreto. En el trazado se pueden encontrar en el “tramo 6” que comprende entre otros a la estación Cúa. MUROS Pueden ser de contención o portantes, su principio es el mismo salvo que en los portantes se diseñan para soportar cargas verticales adicionales. Pueden ser de tierra (presas), de piedra (gaviones, piedra bruta) o de concreto, ya sea armado o proyectado. En el tramo hay en su mayoría de contención de concreto proyectado atirantados, y en otros casos de gaviones, estos últimos utilizados en los drenajes adyacentes a la vía. Se localizan en su mayoría en los denominados tramos “ 3 y 4”.

COMPONENTES DE LA VÍA FÉRREA DEL TRAMO CARACAS-CÚA DRENAJES Los hay longitudinales, transversales y varios, como su nombre lo indica su función es drenar las aguas provenientes tanto de corrientes fijas como de lluvia. En el tramo se pueden encontrar varios de ellos entre los que se pueden mencionar están los longitudinales como las cunetas de concreto, los brocales, los canales trapezoidales y canales de diferente sección, los transversales como las alcantarillas, sumideros, cajones de paso y otros. Entre los llamados varios están todos los drenajes adyacentes al tramo como obras de concreto para canalización de quebradas, canales rectangulares y de forma variada, torrenteras entre otros.

COMPONENTES DE LA VÍA FÉRREA DEL TRAMO CARACAS-CÚA CAPA ASFÁLTICA Es la capa que soporta y reparte las cargas transmitidas por la capa de balasto, se constituye de materiales provenientes de Cantera o río como arena, grava fina o materiales productos de la trituración del balasto mezclados, también puede estar formado por mezcla asfáltica tipo II ó III mezclada en caliente o en frío como es el caso del tramo Caracas-Cúa. Funciones • Proteger la parte superior de la plataforma impidiendo la erosión por ataque directo del agua. • Permitir un drenaje rápido, en el tramo se adoptó manejar una pendiente no mayor al 2%. • Repartir las cargas a la plataforma, recibidas de la capa de balasto. • Impedir el ascenso de las arcillas presentes en las plataformas.

COMPONENTES DE LA VÍA FÉRREA DEL TRAMO CARACAS-CÚA SUPERESTRUCTURA BALASTO Es el elemento situado entre las traviesas y la capa asfáltica. En nuestro tramo ferroviario el espesor mínimo de la capa de balasto por debajo de traviesas y hasta la capa asfáltica es de 30 cm. El tipo de roca usada en el tramo Caracas-Cúa es roca silícea. La forma característica de este elemento es de bordes angulosos y no redondeados, con el fin de oponerse a los desplazamientos de la vía. 30 cm

COMPONENTES DE LA VÍA FÉRREA DEL TRAMO CARACAS-CÚA BALASTO Objetivo • Amortiguar las acciones que ejercen los vehículos sobre la vía. • Reparte uniformemente las cargas. • Impide el desplazamiento de la vía. • Facilita la evacuación de aguas. • Protege los suelos de la plataforma. • Permite la recuperación geométrica de la vía.

COMPONENTES DE LA VÍA FÉRREA DEL TRAMO CARACAS-CÚA PROPIEDADES DEL BALASTO Propiedad Valores Disgregabilidad a lo sulfatos, pérdida de peso en % <= 7% Ensayo de desgaste por abrasión (Ensayo de Los Ángeles) <= 25% Peso específico de la roca >= 2690 Kg/m 3 Resistencia a compresión simple cúbica >= 600 Kg/cm 2 Porcentaje de partículas planas o alongadas Tamaño aproximado de la roca <= 5% 2 ½”

COMPONENTES DE LA VÍA FÉRREA DEL TRAMO CARACAS-CÚA TRAVIESAS Son el elemento que transmite todos los esfuerzos producidos por el paso del ferrocarril hacia el balasto. Tradicionalmente, las traviesas solían construirse en madera hasta que su escasez hizo que se fabricaran con otras materiales como el concreto o materiales de fundición. En la actualidad, en algunos casos específicos se siguen utilizando las traviesas de madera. En particular en el tramo Caracas-Cúa las traviesas utilizadas son de concreto con excepción de las utilizadas en los aparatos de vía las cuales son de madera. Las traviesas de concreto instaladas en el tramo son monobloque tipo DW y fabricadas en Barquisimeto Estado Lara por INFERCA

COMPONENTES DE LA VÍA FÉRREA DEL TRAMO CARACAS-CÚA TRAVIESAS TIPOS DE TRAVIESAS HORMIGÓN MADERA BIBLOQUE MONOBLOQUE NORMALES ESPECIALES METÁLICAS APARATOS DE VIA DW RS APARATOS DE DILATACIÓN PR-90 STEDEFF PUENTES METÁLICOS MR-93 PS-61 PASOS A NIVEL BR-94

COMPONENTES DE LA VÍA FÉRREA DEL TRAMO CARACAS-CÚA Traviesas de concreto Modelo Ecoopere 70 DW Resistencia = 500 Kg/cm 2 Peso = 315 Kg Pendiente 1/20 225 mm 300 mm 2500 mm Traviesas de madera para aparatos de vía Estas traviesas son fabricadas en Italia con materia prima de Camerún. Las traviesas de madera representan un 6, 7% del total de traviesas del tramo.

COMPONENTES DE LA VÍA FÉRREA DEL TRAMO CARACAS-CÚA SUJECIONES Elemento o conjunto de elementos que fijan el carril a la traviesa. En la mayoría de los casos impide el movimiento entre el carril y la traviesa. TIPOS EN CUANTO A SU FUNCIÓN • • • Rígidas Elásticas Directas Indirectas Deslizantes Antideslizantes

COMPONENTES DE LA VÍA FÉRREA DEL TRAMO CARACAS-CÚA SUJECIONES NABLAS, Esquema

COMPONENTES DE LA VÍA FÉRREA DEL TRAMO CARACAS-CÚA SUJECIONES (Funciones) • Mantener el ancho de vía • Evitar el vuelco del carril • Mantener el apriete vertical sobre el patín de carril, evitando que se pierda el contacto entre éste y la traviesa • Impedir el desplazamiento longitudinal del carril en relación con el durmiente • Conseguir un módulo de elasticidad adecuado en el apoyo del carril sobre la traviesa (en traviesas de concreto) • Proporcionar aislamiento eléctrico

COMPONENTES DE LA VÍA FÉRREA DEL TRAMO CARACAS-CÚA SUJECIONES Las sujeciones utilizadas en el tramo son tipo Nabla RNTC • Estas son sujeciones elásticas ya que se deforman por las acciones de carga que le transmite el carril • Son sujeciones directas ya que existe un único elemento que realiza la unión de la fijación al carril y al durmiente • Son no deslizantes ya que no permiten el desplazamiento longitudinal del carril

COMPONENTES DE LA VÍA FÉRREA DEL TRAMO CARACAS-CÚA Características de las sujeciones Nabla ü Aislamiento Eléctrico 10000 MΩ ü Esfuerzo de apriete medio al perno 2 a 2, 5 Ton ü Esfuerzo de apriete medio al patín 1 a 1, 3 Ton ü Rendimiento 0. 5 a 0. 6 ü Resistencia al deslizamiento longitudinal por carril y traviesa > 2 Ton

COMPONENTES DE LA VÍA FÉRREA DEL TRAMO CARACAS-CÚA JUNTAS AISLANTES Conjunto de piezas de diferentes materiales con los que se unen o embridan dos carriles, aislando corrientes eléctricas. Esta operación se realiza en fabrica o en campo.

COMPONENTES DE LA VÍA FÉRREA DEL TRAMO CARACAS-CÚA CARRILES Es el elemento fundamental de la estructura de la vía y actúa como calzada, dispositivo guía y elemento conductor de corriente eléctrica. Perfil del riel utilizado en el tramo es del tipo Vignole (Perfil de patín plano), el cual consta de tres partes fundamentales. Cabeza Alma Patín

COMPONENTES DE LA VÍA FÉRREA DEL TRAMO CARACAS-CÚA CARRILES CABEZA: Parte destinada a entrar en contacto con las ruedas y pestañas. Su ancho debe permanecer siempre entre 65 y 72 mm. El lado que está en contacto con la pestaña de la rueda se denomina cara activa. ALMA: Esta ideada para transmitir los esfuerzos de la cabeza al patín. Por eso, el espesor es su característica fundamental. Normalmente los espesores varían de 15 a 17 mm. PATIN: Su objetivo es transmitir los esfuerzos a las traviesas además de dar una resistencia adecuada al vuelco. Normalmente la relación altura del riel y ancho del patín está entre 1. 1 y 1. 2.

COMPONENTES DE LA VÍA FÉRREA DEL TRAMO CARACAS-CÚA CARRILES (Funciones) • Resistir directamente las tensiones que recibe el material rodante y transmitirlas a los elementos que componen la vía. • Guiar las ruedas en su movimiento • Servir de conductor de corriente eléctrica precisa para la señalización y la tracción en líneas electrificadas.

COMPONENTES DE LA VÍA FÉRREA DEL TRAMO CARACAS-CÚA Características de los carriles v La superficie de rodadura del carril debe ser lisa, aunque debe existir rugosidad para garantizar la adherencia de la rueda al carril. v La deformación bajo carga tiene que ser de tal naturaleza que sus características geométricas se encuentren dentro del intervalo que limita una calzada de buena calidad. v Robustez del carril, el peso del mismo garantiza una seguridad al material rodante de grandes cargas y elevadas velocidades. v Elasticidad para actuar frente a acciones dinámicas que existen entre el vehículo y la vía.

COMPONENTES DE LA VÍA FÉRREA DEL TRAMO CARACAS-CÚA METODOLOGÍA DE INSTALACIÓN Barra larga soldada Anteriormente la vía era conformada por barras unidas a través de juntas mecánicas (eclipsas). En el tramo Caracas-Cúa se conforma la vía a través de barras elementales de 24 m, soldadas entre sí con soldaduras aluminotérmicas. Proceso de soldadura aluminotérmica

COMPONENTES DE LA VÍA FÉRREA DEL TRAMO CARACAS-CÚA METODOLOGÍA DE INSTALACIÓN El transporte y la manipulación de carriles tiende a ser difícil a causa del peso de estas piezas y su longitud ya que es peligroso por el simple hecho de inducir deformaciones plásticas que puedan inutilizar el trabajo de estos elementos en la vía. Proceso de soldadura aluminotérmica Es el proceso de unión por el cual se forma la barra larga. La soldadura aluminotérmica es suministrada por parte de RAILTECH. Pasos esenciales • Separación deseada entre carriles • Alineación vertical y horizontal de los carriles • Confección y colocación del molde • Precalentamiento • Colada • Proceso final

COMPONENTES DE LA VÍA FÉRREA DEL TRAMO CARACAS-CÚA CONTROL GEOMÉTRICO A través de una inspección visual y con el equipo de medición de vía se realiza el control geométrico de la vía y allí se observa los defectos ondulatorios, desgaste de la cara activa del carril, desgaste de la superficie del carril, patinazos, entre otros. Luego que se le hace este control geométrico visual y mecánico se continúa con la corrección de los defectos con los equipos: amoladora de carril ondulatoria y devastadora de superficie. CONTROL ULTRASÓNICO Permite descubrir el origen de los defectos, si los hubiese. Se coloca sobre el carril un líquido que permite que halla un mejor deslizamiento de los cristales de onda sónica, de diferentes ángulos.

COMPONENTES DE LA VÍA FÉRREA DEL TRAMO CARACAS-CÚA LÍQUIDOS PENETRANTES Se utiliza para determinar si existen defectos en la composición física del carril (fisuras), estos líquidos se aplican de la siguiente forma: un primer líquido para la limpieza del carril, luego el líquido que va a penetrar en la fisura (en caso de que existan), seguidamente se limpia la superficie y se aplica el último líquido que es el va a revelar la existencia fisuras. De aparecer, este color rojo es indicativo de que existen fisuras.

COMPONENTES DE LA VÍA FÉRREA DEL TRAMO CARACAS-CÚA NEUTRALIZACIÓN DE TENSIONES Por efecto de las variaciones de temperatura en horas distintas de un mismo día, se producen esfuerzos de compresión y tracción que son diferentes en cada tramo de la BLS, que producen deformaciones tanto en planta como en alzada. Por esto se deben igualar la temperatura del carril dentro de unos límites fijados por la región donde se instala. Se recomienda que esta temperatura de fijación en el montaje sea menor que la de neutralización. La finalidad es lograr que la temperatura de fijación de los carriles sea igual o muy parecida a lo largo de toda la BLS soldada.

COMPONENTES DE LA VÍA FÉRREA DEL TRAMO CARACAS-CÚA NEUTRALIZACIÓN DE TENSIONES, tipos La neutralización de tensiones puede hacerse por calentamiento solar de los carriles, este se ejecuta de manera natural y lo que se trata de evitar que sea entorpecida por rozamientos y conseguir que la temperatura en toda la barra sea la misma. Liberación por tracción, este procedimiento se basa en la aplicación de tensores hidráulicos fijados en uno de sus extremos y debe estar suficientemente fijo en el otro extremo.

COMPONENTES DE LA VÍA FÉRREA DEL TRAMO CARACAS-CÚA APARATOS DE VÍA La vía es un elemento unidireccional, pero a su vez presenta diversos inconvenientes desde el punto de explotación, ya que en condiciones normales se presenta la necesidad de realizar cruces, alcances, apartado del material, de esta circunstancia surge la necesidad del aparato de vía, la función de este dispositivo es asegurar la continuidad de la vía para un trayecto o ruta seleccionado entre varios, divergentes o secantes.

COMPONENTES DE LA VÍA FÉRREA DEL TRAMO CARACAS-CÚA APARATOS DE VÍA, clasificación Existen diversas clases de aparatos de vía, pero estas se pueden reducir en desvíos y travesías. • Los desvíos permiten el paso de una vía a otra, cuyos ejes son tangentes. Su estructura es: cambios, carril de unión y cruzamientos sencillos. • Las travesías permiten también el paso de una vía a otra, pero los ejes se cortan. Su estructura es: cruzamientos sencillos, carriles de unión, cruzamiento doble, carriles de unión y cruzamientos sencillos

COMPONENTES DE LA VÍA FÉRREA DEL TRAMO CARACAS-CÚA APARATOS DE VÍA, partes fundamentales Zona Cruzamiento Zona Carriles Zona de Cambio de unión

COMPONENTES DE LA VÍA FÉRREA DEL TRAMO CARACAS-CÚA APARATOS DE VÍA, partes fundamentales Zona de Cambio: Es la zona de un aparato de vía donde se selecciona la vía por la cual se va a circular. Pueden ser de accionamiento manual o electro-mecánico. 6 Elementos principales: 1 Contragujas 2 Agujas 3 Dispositivo de anclaje 4 Almohadilla de talón 5 Cojinete de resbalamiento 6 Tirantes 7 Placas especiales 5 1 2

COMPONENTES DE LA VÍA FÉRREA DEL TRAMO CARACAS-CÚA APARATOS DE VÍA, partes fundamentales Zona de Carriles de Unión: Se compone de cupones de carril que destinados a unir la zona de cambio y de cruzamiento

COMPONENTES DE LA VÍA FÉRREA DEL TRAMO CARACAS-CÚA APARATOS DE VÍA, partes fundamentales Zona de Cruzamiento: Es la zona de un aparato de vía se hace efectivo el cruce de una vía a otra. Muchas de las inspecciones de seguridad van orientadas a esta zona y a la zona de cambio. Elementos principales: 3 1 Patas de liebre 2 Corazón 3 Contracarriles 2 1 3

COMPONENTES DE LA VÍA FÉRREA DEL TRAMO CARACAS-CÚA APARATOS DE DILATACIÓN Son dispositivos que absorben los movimientos de las zonas de respiración en la barra larga soldada. Estos movimientos son causados por la variación de temperatura en el ambiente y su función es absorber total o parcialmente la dilatación del carril, manteniendo la continuidad del camino de rodadura. En nuestro tramo debido a que la variación de temperatura no es tan elevada, sólo se concibieron dos aparatos de dilatación en el viaducto 1 -1 (uno en cada vía).

GEOMETRÍA DE LA VÍA GEOMETRÍA EN PLANTA Se define la geometría en planta de la vía en un plano horizontal. A través de la geometría en planta es posible realizar el trazado de la vía. Elementos de la vía en planta: Recta • Rectas • Curvas de transición • Curvas circulares Transición Circular Recta Transición

GEOMETRÍA DE LA VÍA GEOMETRÍA EN PLANTA Ancho de vía: Es la mínima distancia entre las caras activas de las cabezas de los carriles, a 15 mm. por debajo del plano de rodadura. 1435 mm Peralte: es la diferencia de cota entre el carril derecho e izquierdo, es utilizado en la vía para contrarrestar la fuerza centrífuga producida por la trayectoria circular. h

GEOMETRÍA DE LA VÍA GEOMETRÍA EN PLANTA Flecha: es la distancia medida al punto medio de una cuerda entre la cuerda y la curva. M punto medio de la cuerda FLECHA Alabeo: Se llama así a la distancia del punto de superficie de rodadura del carril de una vía, donde debía apoyar la cuarta rueda de un vehículo, al plano determinado por los tres puntos de apoyo de las otras ruedas en los carriles. En la práctica se determina por la diferencia de los peraltes de dos secciones de la vía, separadas una distancia determinada.

GEOMETRÍA DE LA VÍA GEOMETRÍA EN PLANTA Alabeo: Se llama así a la distancia del punto de superficie de rodadura del carril de una vía, donde debía apoyar la cuarta rueda de un vehículo, al plano determinado por los tres puntos de apoyo de las otras ruedas en los carriles. En la práctica se determina por la diferencia de los peraltes de dos secciones de la vía, separadas una distancia determinada. ALABEO

GEOMETRÍA DE LA VÍA GEOMETRÍA EN PLANTA • Rectas: son curvas con radio infinito y tienen un peralte teórico nulo. • Curvas circulares: son curvas de radio y peralte constante. • Curvas de transición: Las curvas de transición con curvas concebidas para la unión de rectas y curvas circulares. Estas son curvas de radio decreciente, desde radio infinito (recta) hasta un radio mínimo (curva circular). Son curvas de peralte creciente, desde peralte mínimo h=0 (para rectas) hasta peralte máximo en curva circular. Las curvas de transición pueden ser de varios tipos, entre ellos: curva parabólica cúbica, clotoide, entre otras. En el tramo Caracas-Cúa se construyó con curvas de transición “Parábola cúbica” cuya ecuación:

GEOMETRÍA DE LA VÍA GEOMETRÍA EN PLANTA, puntos singulares • RT: punto de final de recta e inicio de transición. • TC: punto de final de transición e inicio de curva circular. • CT: punto de final de circular e inicio de curva de transición. • TR: punto final de transición e inicio de recta. Recta TR CT RT Recta TC Transición Circular

GEOMETRÍA DE LA VÍA GEOMETRÍA EN PLANTA • Total de rectas 41 • Total de curvas de transición en el tramo 72 • Total de curvas circulares de curva circular 40 • Total de curvas circulares sin transición 4

GEOMETRÍA DE LA VÍA GEOMETRÍA EN ALZADO Se define la geometría en alzado de la según la variación de cota de la vía. Elementos de la vía en planta: • Rampas • Pendientes • Curvas de acuerdo o curvas verticales Rampa Pendiente

GEOMETRÍA DE LA VÍA GEOMETRÍA EN ALZADO Curvas de acuerdo o curvas verticales: son curvas utilizadas para empalmar tramos de pendientes diferentes. β α

RECEPCIÓN DE LA VÍA DESPUÉS DE SU CONSTRUCCIÓN VERIFICACIÓN DE PARÁMETROS GEOMETRICOS Para la recepción de la vía es necesario realizar sondeos durante todo el proceso de construcción de la misma, de manera de ir obteniendo índices o parámetros de calidad que definan el estado de la vía. Estos sondeos se realizan tomando una muestra representada por un hectómetro por cada kilómetro de vía. Parámetros principales a medir: • Ancho de vía. • Peralte. • Flecha. • Alabeo. • Control geométrico de soldadura aluminotérmicas. • Posición de la vía con respecto a los puntos de replanteo.

RECEPCIÓN DE LA VÍA DESPUÉS DE SU CONSTRUCCIÓN INSPECCIÓN VISUAL La inspección visual se realiza a través de recorridos a pie utilizando ciertos implementos tal como una cámara digital para ir fotografiando anomalías en la vía. Parámetros principales a observar: • Estado de las traviesas. • Estado de los carriles. • Estado del balasto. • Estado de las sujeciones. • Estado de las soldaduras aluminotérmicas. • Estado de las juntas aislantes. • Estado de la infraestructura (túneles, viaductos, terraplenes, etc).

MECÁNICA FERROVIARIA INTERACCIÓN RUEDA-CARRIL Se refiere al contacto que se establece entre las ruedas de los vehículos (EMU´s, locomotoras, etc) y los carriles a nivel de la superficie de rodadura y la cara activa del carril, para cumplir dos funciones la de sustentación de las cargas y la conducción o guiado de las mismas.

MECÁNICA FERROVIARIA CARACTERÍSTICAS DE LA VÍA a. - Su Flexibilidad: Derivado del hecho de que los vehículos, que por ella circulan son pesados y rígidos. Peso del EMU Tara (P 0) Ton P 1 Ton P 2 Ton P 3 Ton RC 42 6. 72 12. 6 15. 61 M 49 7. 28 13. 51 16. 66 Total 182 210 234. 22 246. 54

MECÁNICA FERROVIARIA b. - La Continuidad Geométrica: En planta y en alzada.

MECÁNICA FERROVIARIA c. - La robustez: Imprescindible para adsorber y transmitir las elevadas cargas por eje del material. Peso del Carril 60 Kg por metro lineal Peso de las traviesas 315 Kg Espesor de Balasto Entre 30 a 48 cm

MECÁNICA FERROVIARIA d. - La inclinación del carril: Inclinación 1/20 hacia el interior

MECÁNICA FERROVIARIA CARACTERÍSTICAS MIXTAS a. - Juego de la vía: Se define como la diferencia que en una alineación recta existe entre el ancho de la vía (1435 mm) y la distancia comprendida entre el interior de las ruedas. D 1435 mm

MECÁNICA FERROVIARIA b. - Sobreancho: Se establecen en las curvas y depende del radio de curvatura. Radios de Curvaturas (mts) Sobreanchos (mm) 250< R< 300 5 200< R < 250 10 150< R < 200 15 R < 150 20

MECÁNICA FERROVIARIA CARACTERÍSTICAS DEL MATERIAL: a. - Calaje de las ruedas: Sobre los ejes que constituyen el conjunto eje montado.

MECÁNICA FERROVIARIA b. - Las ruedas: Son cónica con pestaña y presentan una inclinación.

MECÁNICA FERROVIARIA MOVIMIENTO DE LAZO Se produce cuando el centro del eje de los vehículos está sometido a un movimiento de vaivén. EFECTOS Provoca aceleraciones que pueden ser significativas POSIBLES ACTUACIONES Cambios geométricos

MECÁNICA FERROVIARIA MOVIMIENTO DE LAZO α Centro instantáneo de rotación

MECÁNICA FERROVIARIA CÁLCULO DE LA VÍA El conjunto que forma la vía férrea (carril, sujeciones, traviesas, balasto, sub-balasto y plataforma ) soporta desde un punto de vista mecánico, la acción de una serie de esfuerzos verticales, transversales y longitudinales. Verticales es L dinal ongitu Transversales Lon gitu din ales

MECÁNICA FERROVIARIA Objetivos técnicos de una vía Uno de los objetivos primordiales que se persigue con el cálculo de la vía es conocer las acciones y los esfuerzos que actúan sobre la vía. Objetivos económicos de una vía Además de estas razones técnicas hay motivos económicos que justifican el análisis del comportamiento de cada uno de los elementos ya que los costos de mantenimiento de la vía pueden llegar a ser considerables.

MECÁNICA FERROVIARIA ESFUERZOS A CONSIDERAR Teóricamente la vía sólo debería soportar los esfuerzos procedentes del peso de los vehículos y la fuerza centrífuga ejercida por éstos en las curvas.

MECÁNICA FERROVIARIA TIPOS DE ESFUERZOS Intentando sistematizar el conjunto de esfuerzos que actúan sobre la vía tenemos que se pueden subdividir en: a. - Según su aplicación: Verticales Longitudinales Transversales b. - Por la forma de aplicación de las cargas: Estáticos Cuasi-estáticos Dinámicos

MECÁNICA FERROVIARIA ESFUERZOS VERTICALES Se transmiten por las ruedas de los vehículos y resultan en primer lugar de la carga estática de estos. Esfuerzos Verticales

MECÁNICA FERROVIARIA ESFUERZOS TRANSVERSALES Que juegan un papel decisivo tanto en la estabilidad de la marcha como en la seguridad de la circulación (por peligros de descarrilamiento ó incluso vuelco) se producen tanto en curva como en recta. Esfuerzo Transversal

MECÁNICA FERROVIARIA ESFUERZOS LONGITUDINALES Son inherentes unos a las condiciones del establecimiento de la vía, y, otros, al movimiento de los vehículos sobre la misma. Esfuerzos Longitudinales

LA CALIDAD DE LA VÍA GENERALIDADES La función esencial de la vía es permitir a los trenes rodar a la velocidad prevista con las condiciones de seguridad y comodidad necesarias; existen pues tres factores que delimitan la calidad de la vía: velocidad, seguridad y confort.

LA CALIDAD DE LA VÍA INTERÉS, OBJETIVOS Y APLICACIONES En la medida que crezcan las exigencias en cuanto a densidades de circulación, aumento de cargas por eje, etc; aumentan las solicitaciones ejercidas sobre la vía. Paralelamente a estas especificaciones crecen otras como la mejora del confort y la necesidad de aumentar la seguridad. Para conseguir esto es necesario dedicar importantes esfuerzos y recursos a la conservación de la vía.

LA CALIDAD DE LA VÍA ASPECTOS PARA OBTENER UNA BUENA CALIDAD DE VÍA. Control y ejecución de obras nuevas: Resulta imprescindible para cualquier explotación ferroviaria establecer controles de calidad de los productos que se reciben y los trabajos que se ejecutan.

LA CALIDAD DE LA VÍA CONTROLES PREVIOS AL EXTENDIDO DEL LECHO DE BALASTO a. - Comprobación de hitos de centrado forzoso: Es la primera actividad de control y la empresa constructora realiza las tareas de ejecución y posicionado de los mismos b. - Comprobación de geometría del subbalasto: la Para poder encajar el trazado real que tendrá la vía es necesario saber donde se encuentra la plataforma.

LA CALIDAD DE LA VÍA c. - Comprobación de piquetes y puntos de marcaje: Para poder posicionar la vía en su sitio, es indispensable disponer de las referencias externas. d. - Comprobación del estado de la plataforma: Antes de proceder al extendido del lecho de balasto, el equipo de asistencia técnica realiza una inspección visual del estado del subalasto (carpeta asfáltica) por si fuera necesario alguna intervención en el mismo

LA CALIDAD DE LA VÍA CONTROLES PREVIOS AL RIEGO DE BALASTO. a. - Comprobación del lecho de balasto: Se realiza un replanteo del perfil teórico, una nivelación del punto replanteado asi como una medida del espesor de banqueta. b. - Comprobación del tendido de Vía: Hay que prestar especial interés en controlar el estado de las fijaciones, a las calas entre carriles, al apretado de las sujeciones, a la escuadra de las juntas, al estado de las traviesas y los carriles, en resumen a todo.

LA CALIDAD DE LA VÍA Aparte de la observación visual de todos los elementos se debe realizar unas comprobaciones geométricas, que son las siguientes: Posición en planta, ancho, distancia y escuadra de traviesas, escuadra de juntas entre carriles.

LA CALIDAD DE LA VÍA CONTROLES SOBRE LA NIVELACIÓN DE LA VÍA Desde el momento que se comienza con los riegos de balasto, todas las operaciones que se realizan en la vía, se encaminan a dejarla en su posición definitiva, tanto en planta como en alzada.

LA CALIDAD DE LA VÍA a. - En todos los estados de la vía se realizan los mismos controles • • Nivelación longitudinal Nivelación Transversal Ancho de Vía Alineación en planta: - Distancias laterales - Flechas

LA CALIDAD DE LA VÍA b. - Controles en las distintas nivelaciones: En cada una de ellas se realizan las siguientes comprobaciones: Primer levante: - Sondeo hectometrito: 120 metros cada Kilómetro, medidos cada 5 metros. - Sondeo en puntos de marcaje: toda la vía cada 60 metros. Primera nivelación: - Sondeo hectometrito: 120 metros cada Kilómetro, medidos cada 5 metros. - Sondeo en puntos de marcaje: toda la vía cada 60 metros. Primer Estabilizado: - Sondeo hectometrito: 120 metros cada Kilómetro, medidos cada 5 metros. Segunda Nivelación: - Sondeo hectometrito: 120 metros cada Kilómetro, medidos cada 5 metros. - Sondeo en puntos de marcaje: toda la vía cada 60 metros. Segundo estabilizado: - Sondeo hectometrito: 120 metros cada Kilómetro, medidos cada 5 metros. - Sondeo en puntos de marcaje: toda la vía cada 60 metros.

LA CALIDAD DE LA VÍA SOLDADURAS ALUMINOTÉRMICAS Y LIBERACIÓN DE TENSIONES Estas actividades específicas que forman parte del montaje de la superestructura, requieren una especial atención por parte de las unidades de asistencia técnica. Con lo cual es imprescindible que el personal hayan realizado cursos de soldaduras aluminotérmicas, manejos de aparatos de control por ultrasonido y en la utilización de reglas de medición de inducción eléctrica.

LA CALIDAD DE LA VÍA a. - Aplicación de líquidos penetrantes: El primer control que se realiza es la inspección visual con la ayuda de líquidos penetrantes

LA CALIDAD DE LA VÍA b. - Control Geométrico: El segundo control es el geométrico, midiendo la superficie de rodadura y la cara activa de la misma. Se realiza con la regla metálica de 1 metro ó con una regla de inducción eléctrica, con registro de datos, que luego son informatizados.

LA CALIDAD DE LA VÍA c. - Auscultación con equipo de ultrasonido: La inspección se realiza con un equipo portátil, que graba los registros para luego analizarlos.

LA CALIDAD DE LA VÍA d. - Verificación del par de apriete: Además de supervisar y controlar todo el proceso de liberación de tensiones, es necesario comprobar el par de apriete de la fijaciones, ya que este será el apriete final.

LA CALIDAD DE LA VÍA e. - Control de Aparatos de Vía: 1. - El primer control a realizar es la recepción de los materiales que conforman los aparatos de vía. 2. - Se realiza el seguimiento exhaustivo de las tareas de premontaje, poniendo especial interés en las cargas y descargas de las piezas. 3. - Supervisar la correcta colocación de cada una de las piezas, en especial las placas de asiento y las sujeciones. 4. - Se controlan aquellas medidas que son invariables así como las distancias y escuadras de las traviesas. 5. - Una vez instalados en vía, se procede a realizar las comprobaciones geométricas dependiendo del estado de la vía, se comprueba en primer levante, primer estabilizado, primera nivelación, segunda nivelación y segundo estabilizado. 6. - Se miden todas las cotas internas del aparato, descuadre de agujas, alturas de contracarril, encerrojamiento, etc.

LA CALIDAD DE LA VÍA IMPORTANCIA DE LA ESTABILIZACIÓN DINÁMICA DE LA VÍA Objetivo de la estabilización El objetivo de la estabilización dinámica de la vía está en la obtención de un mejor anclaje de la carrilera (carriles, sujeciones y traviesas) en la vía.

LA CALIDAD DE LA VÍA Consideraciones Básicas La estabilización dinámica consiste en hacer vibrar la vía (en oscilaciones horizontales) por medio del estabilizador y al mismo tiempo se le aplica una carga vertical. Por la nueva disposición de las piedras así conseguida, la vía desciende un poco y (“por fricción”) se ajusta el lecho de balasto.

LA CALIDAD DE LA VÍA LO QUE SE CONSIGUE CON LA ESTABILIZACIÓN DINÁMICA DE LA VÍA El estabilizador dinámico produce un nuevo orden de las piedras del balasto, así como una disposición homogénea y compacta de todo el material del lecho.

LA CALIDAD DE LA VÍA Puesta en servicio de una vía sin estabilización dinámica: Debido a las superficies de contacto aún no optimas, con el paso de los primeros trenes las fuerzas aplicadas a las piedras aún se distribuyen irregularmente, los cantos y puntas pueden quebrarse y lleva a un orden no controlado de las piedras; la vía bajo la carga de los trenes experimenta un rápido asentamiento. Prolongación del ciclo de mantenimiento: En una vía estabilizada se puede contar con un sostenimiento más prolongado de la geometría de la superestructura de la vía

LA CALIDAD DE LA VÍA AMOLADO DE CARRIL Generalidades: Se realiza para la eliminación de una película superficial de acero descarburado, que se origina durante el proceso fabricación de los carriles así como para la eliminación al mismo tiempo de otros defectos.

LA CALIDAD DE LA VÍA Ventajas del Amolado: a. - Eliminación de defectos de fabricación del carril: Defectos residuales en su superficie activa. b. - Eliminación de defectos ocasionados durante los trabajos de montaje: Marcas producidas en los carriles al descargar las plataformas de transporte de materiales. c. - Retraso en la formación del desgaste ondulatorio: La formación del desgaste ondulatorio se acelera con la velocidad de circulación por lo que el amolado ayuda a retraer la aparición y aumento de este tipo de defecto. d. - Mejora del perfil longitudinal del trazado de la vía: Esta se consigue aplanando las ondas superficiales de fabricación del carril así como del esmerilado de las soldaduras aluminotérmicas. e. - Mejora de la inclinación de la superficie de rodadura del carril: El amolado permite conseguir una superficie de rodadura que corresponda a una inclinación constante del carril.

LA CALIDAD DE LA VÍA MANTENIMIENTO, planificación y control Tipos de mantenimiento preventivo de la vía: a. - Mantenimiento cíclico: cosiste en reestablecer las cotas de proyecto sobre tramos continuos según ciclos rígidos que prevén la ejecución sistemática de un conjunto de operaciones (este método esta en desuso). b. - Mantenimiento según estado: consiste en planificar los trabajos de mantenimiento con el objeto de ejecutar tan sólo las operaciones que resultan necesarias en cada momento.

LA CALIDAD DE LA VÍA Etapas que caracterizan el mantenimiento de la vía: 1 ra Recolección de información, de forma manual, mecánica, utilizando estadísticas, etc. 2 da Tratamiento de dicha información, haciendo aparecer parámetros tales como notas de confort, valores fuera de tolerancia, etc. 3 ra Toma de decisión de actuar sobre un tramo. Se pueden distinguir dos grupos de operaciones diferentes desde este punto de vista:

LA CALIDAD DE LA VÍA 4 ta Ejecución del trabajo, que incluye la elección de los medios de mantenimiento a emplear que serán naturalmente función de las distintas situaciones. 5 ta Control de la ejecución, con el doble fin de evitar la aparición de los defectos que podrían eventualmente ser provocados por las propias obras de mantenimiento y garantizar unos niveles aceptables en la geometría final de la vía.

LA CALIDAD DE LA VÍA Operaciones de Gestión en “tiempo real” que comprenden: • La programación de los trabajos necesarios a muy corto plazo (porque se están bordeando los límites de seguridad, por ejemplo) • La adaptación de los programas de trabajo a corto o mediano plazo a las necesidades reales. • La comprobación de que el estado geométrico de la vía cumple ciertas tolerancias de recepción. Operación de Gestión en “tiempo diferido”: Que cosiste en elaborar los programas de trabajo a medio y largo plazo y en efectuar tareas de investigación tales como el estudio de la mecánica del deterioro, etc.

GRACIAS POR SU ATENCIÓN VÍA FÉRREA