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Nuevo Central Argentino S.A.

Octubre 2014

Manual Integral de Vías

Contenido Capítulo 1 – La Vía Férrea

1.1. Introducción ........................................................................................................................................... 2 1.2. Estructura de la vía ................................................................................................................................. 2 1.3. Funciones de los componentes de la infraestructura de la vía .............................................................. 4 1.4. Funciones de los componentes de la superestructura de la vía ............................................................ 4

1.4.1. El Balasto ................................................................................................................................... 4 1.4.2. El Durmiente .............................................................................................................................. 5 1.4.3. Rieles ......................................................................................................................................... 6 1.4.4. Fijaciones ................................................................................................................................... 9 1.4.5. Juntas....................................................................................................................................... 10 1.4.6. Bulones .................................................................................................................................... 12 1.4.7. Arandelas ................................................................................................................................. 12 1.4.8. Anclas ...................................................................................................................................... 13

Capítulo 2 – Geometría de la Vía 2.1. Trocha ................................................................................................................................................... 15 2.2. Elementos que definen la geometría de la vía ..................................................................................... 16

2.2.1. Alineaciones en rectas ............................................................................................................. 16 2.2.2. Alineaciones en curvas ............................................................................................................ 16 2.2.3. Curva simple ............................................................................................................................ 17 2.2.4. Curva compuesta ..................................................................................................................... 17 2.2.5. Altimetría – Rampas y Pendientes, Alineación en alzada ....................................................... 20

2.3. Influencia de la función de la vía en sus características geométricas .................................................. 21 2.3.1. Alineación en planta ................................................................................................................ 21 2.3.2. Peralte ..................................................................................................................................... 21 2.3.3. Insuficiencia de peralte ........................................................................................................... 22 2.3.4. Aceleración soportada por el pasajero ................................................................................... 22 2.3.5. Velocidad máxima admisible en función de radio y el peralte ............................................... 22 2.3.6. Curvas de transición ................................................................................................................ 23 2.3.7. Sobreancho de la trocha en vía curva ..................................................................................... 24 2.3.8. Radios mínimos ....................................................................................................................... 24

2.4. Descripción de los parámetros geométricos que caracterizan a la vía ................................................ 24 2.4.1. Descripción de las distintas tolerancias .................................................................................. 24

Capítulo 3 – Zona de Vía

3.1. Generalidades ...................................................................................................................................... 27 3.2. Sección transversal o perfiles de vía .................................................................................................... 27

Capítulo 4 – Balasto

4.1. Balasto de tierra ................................................................................................................................... 30 4.2. Balasto de tierra ................................................................................................................................... 30 4.3. Balasto de piedra .................................................................................................................................. 33 4.4. Contaminación del balasto ................................................................................................................... 34 4.5. Depurar – tarea costosa pero necesaria .............................................................................................. 38

Capítulo 5 – Durmientes

5.1. Generalidades ...................................................................................................................................... 43 5.2. Recepción de Durmientes .................................................................................................................... 44

5.2.1. Entallado de durmientes ......................................................................................................... 44 5.2.2. Entallado manual – Entalle con cajuela ................................................................................... 45 5.2.3. Ubicación de los tirafondos - Agujereado manual con taladro de vía .................................... 46 5.2.4. Procedimiento a seguir en entalle de durmientes .................................................................. 47

5.3. Reemplazo de durmientes ................................................................................................................... 54 5.3.1. Método de reemplazo ............................................................................................................. 54 5.3.2. Tarea de reemplazo de durmientes ........................................................................................ 55 5.3.3. Distribución de durmientes en juntas ..................................................................................... 56 5.3.4. Escuadrado de durmientes ..................................................................................................... 57 5.3.5. Reubicación de durmientes ..................................................................................................... 58

Capítulo 6 – Rieles

6.1. Características generales ...................................................................................................................... 60 6.2. Identificación de los rieles .................................................................................................................... 62

6.2.1. Marcas estampadas en alto relieve en el alma ....................................................................... 62 6.2.2. Las marcas estampadas en bajo relieve .................................................................................. 63

6.3. Tipos de rieles más utilizados en Argentina ......................................................................................... 64 6.4. Terminología para la identificación de la dirección de la propagación de los defectos de rieles........ 72 6.5. Identificación de los defectos de los rieles .......................................................................................... 72

6.5.1. Defectos internos .................................................................................................................... 72 6.5.2. Defectos externos ................................................................................................................... 73 6.5.3. Defectos superficiales por tráfico muy pesado ....................................................................... 74

6.6. Traslado de rieles ................................................................................................................................. 76 6.7. Distribución de agujeros ...................................................................................................................... 76 6.8. Desgaste de rieles ................................................................................................................................ 77

Capítulo 7 – Fijaciones

7.1. Clasificación de las fijaciones ............................................................................................................... 82 7.2. Distribución y ubicación de los tirafondos ........................................................................................... 96 7.3. Clip Pandrol .......................................................................................................................................... 96

Capítulo 8 – La Junta y sus Componentes

8.1. Características generales ...................................................................................................................... 99 8.2. Tratamiento de junta ......................................................................................................................... 107 8.3. Exámenes y trabajos a realizar en las juntas ...................................................................................... 108 8.4. Bulones para vías................................................................................................................................ 109 8.5. Arandelas ............................................................................................................................................ 111 8.6. Luces y/o calas de dilatación en juntas eclisadas............................................................................... 112

Capítulo 9 – Las Anclas

9.1. Características generales .................................................................................................................... 115

Capítulo 10 – Obras de Arte

10.1. Introducción ..................................................................................................................................... 124 10.2. Alcantarillas – tramos metálicos menores de 5 m ........................................................................... 124 10.3. Alcantarillas tipo cajón – son de hormigón armado ........................................................................ 125 10.4. Alcantarillas tipo tubos o caños ....................................................................................................... 125 10.5. Alcantarillas tipo bóvedas de mamposterías ................................................................................... 126 10.6. Puentes de estructuras metálicas .................................................................................................... 126 10.7. Planos de alcantarillas usadas en la actualidad ............................................................................... 129

Capítulo 11 – Causas y Efectos del Deterioro de la Vía

11.1. Características generales.................................................................................................................. 136 11.2. Naturaleza de los movimientos – Movimientos anormales de los vehículos .................................. 136 11.3. Causas del deterioro de la vía .......................................................................................................... 139

11.3.1. Los esfuerzos soportados por la vía .................................................................................. 139 11.3.2. Los esfuerzos normales a la vía o esfuerzos verticales ..................................................... 139 11.3.3. Esfuerzos longitudinales .................................................................................................... 140 11.3.4. Esfuerzos transversales ..................................................................................................... 140 11.3.5. Otras causas del deterioro de la vía .................................................................................. 141

11.4. Naturaleza de las sacudidas y sus causas ......................................................................................... 141

Capítulo 12 – Principios de la Conservación de Vía

12.1. Características generales.................................................................................................................. 144 12.2. Principios de conservación – Ciclos .................................................................................................. 145 12.3. Clasificación de las líneas desde el punto de vista de su conservación. .......................................... 146 12.4. Observaciones generales ................................................................................................................. 146

Capítulo 13 – Nivelación de Vía

13.1. Procedimientos manuales de nivelación de vía ............................................................................... 151 13.1.1. Con pico pisón ................................................................................................................... 151 13.1.2. Nivelación continua y/o discontinua ................................................................................. 151 13.1.3. Apisonado de durmientes con vibradores mecánicos individuales (tipos Jackson o Cobra) .. ........................................................................................................................................... 152 13.1.4. Nivelación por el sistema de levante calibrado ................................................................ 152 13.1.5. Condiciones de aplicación ................................................................................................. 152 13.1.6. Ejecución del levante calibrado ......................................................................................... 153

13.2. Nivelación continua de vía ............................................................................................................... 153 13.3. Nivelación discontinua de vía ........................................................................................................... 154 13.4. Apisonado de durmientes ................................................................................................................ 154 13.5. Utilización del pico pisón .................................................................................................................. 155 13.6. Medidas de seguridad ...................................................................................................................... 156 13.7. Vibradores mecánicos individuales livianos ..................................................................................... 156

Capítulo 14 – Alineación de Vía

14.1. Métodos de alineación ..................................................................................................................... 159 14.1.1. En curvas, vía estaqueada ................................................................................................. 159 14.1.2. En curvas, vía no estaqueada ............................................................................................ 159 14.1.3. En rectas, vía estaqueada .................................................................................................. 159 14.1.4. En rectas, vía no estaqueada ............................................................................................. 159 14.1.5. Herramental necesario ...................................................................................................... 160 14.1.6. Alineación en rectas, vía no estaqueada ........................................................................... 160 14.1.7. Ejecución de la alineación ................................................................................................. 161 14.1.8. Verificación de la alineación .............................................................................................. 161 14.1.9. Soportes usados en la alineación de vía............................................................................ 161 14.1.10. Regla para medir flecha ..................................................................................................... 162

Capítulo 15 – Conservación de la Nivelación y Alineación de las Vías con Equipos Mecánicos Pesados

15.1. Características técnicas que deben reunir los equipos .................................................................... 166 15.1.1. Bateadoras-niveladoras-alineadoras................................................................................. 166

15.1.2. Distribuidoras-perfiladoras de balasto .............................................................................. 167 15.1.3. Compactadoras de cajas: .................................................................................................. 168 15.1.4. Tren de conservación mecanizada de vía.......................................................................... 168

15.2. Ejecución del trabajo ........................................................................................................................ 170 15.2.1. Calidad de la nivelación ..................................................................................................... 170 15.2.2. Mecanización Pesada ........................................................................................................ 171 15.2.3. Precauciones - seguridad .................................................................................................. 171 15.2.4. Sistema de nivelación longitudinal .................................................................................... 172 15.2.5. Nivelación transversal ....................................................................................................... 172 15.2.6. Sistema de medición de la alineación ............................................................................... 173 15.2.7. Sistema de bateo ............................................................................................................... 174 15.2.8. Reguladora perfiladora de balasto – PBR 400 ................................................................... 175 15.2.9. Compactadora de Caja y banquinas - PTV 800 ................................................................. 177 15.2.10. Altura del levante .............................................................................................................. 177

Capítulo 16 – Soldadura Aluminotermica de rieles

16.1. Generalidades .................................................................................................................................. 183 16.2. Procedimiento .................................................................................................................................. 184

Capítulo 17 – Pandeo y/o Torceduras de Vía

17.1. Generalidades .................................................................................................................................. 195 17.1.1. Pandeo de vías .................................................................................................................. 195 17.1.2. Fuerzas longitudinales ....................................................................................................... 195 17.1.3. Carga dinámica de los trenes ............................................................................................ 196 17.1.4. Expansión térmica del riel ................................................................................................. 196 17.1.5. Resistencia lateral ............................................................................................................. 197 17.1.6. Definiciones en Riel Largo Soldado (RLS) .......................................................................... 197 17.1.7. Definiciones en Vías eclisadas ........................................................................................... 197 17.1.8. Forma de los pandeos ....................................................................................................... 198

17.2. Efecto de la temperatura ................................................................................................................. 198 17.2.1. Evolución del pandeo ........................................................................................................ 198 17.2.2. Cambio de temperatura neutra y/o de cierre ................................................................... 199 17.2.3. Escasa resistencia lateral de vía ........................................................................................ 199

17.3. Trabajos que afectan a los pandeo de vía ........................................................................................ 200 17.3.1. Disminución de la temperatura neutra y/o de cierre ....................................................... 200 17.3.2. Acumulación / Agrupación ................................................................................................ 200 17.3.3. Insuficiente perfil transversal ............................................................................................ 201 17.3.4. Alineación y nivelación en curvas...................................................................................... 201 17.3.5. Deficiencias geométricas en la vía .................................................................................... 202 17.3.6. Fuerzas dinámicas del tren ................................................................................................ 202

17.4. Época del año donde se produce el pandeo .................................................................................... 203 17.4.1. Relación entre temperatura ambiente y temperatura del riel ......................................... 203 17.4.2. Control de cierre / compresión ......................................................................................... 204

17.5. Lugares donde se pueden producir pandeos ................................................................................... 204 17.6. Inspección de la estructura de vía .................................................................................................... 205

17.6.1. Identificación de sectores con agregado riel .................................................................... 206 17.6.2. Identificación de sectores donde se hizo una reparación mayor ..................................... 207 17.6.3. Identificación de estructuras y puntos fijos de vías .......................................................... 207 17.6.4. Identificación de curvas horizontales y verticales ............................................................. 208 17.6.5. Identificación de sectores donde el tren puede causar desplazamientos longitudinales del riel ........................................................................................................................................... 208

17.6.6. Inspección de movimiento lateral de rieles ...................................................................... 209 17.6.7. Inspección de movimiento vertical del riel ....................................................................... 210 17.6.8. Inspección de movimiento longitudinal del riel ................................................................ 211 17.6.9. Inspección de sectores con perfiles de balasto deficiente................................................ 212 17.6.10. Inspección de problemas de riel ....................................................................................... 213 17.6.11. Inspección de anclaje de la vía .......................................................................................... 214 17.6.12. Control de temperatura del riel ........................................................................................ 215

Capítulo 18 – Aparatos de Vía

18.1. Definiciones Generales ..................................................................................................................... 217 18.2. Desvíos Simples ................................................................................................................................ 217

18.2.1. Principios básicos .............................................................................................................. 217 18.2.2. Partes fundamentales ....................................................................................................... 218 18.2.3. El Cambio ........................................................................................................................... 220 18.2.4. El Cruzamiento .................................................................................................................. 222

18.3. Cruces y Slips .................................................................................................................................... 224 18.3.1. Clasificación ....................................................................................................................... 224 18.3.2. Cruces Rectangulares ........................................................................................................ 224 18.3.3. Cruces Oblicuos (Diamante) .............................................................................................. 225 18.3.4. Cruces Curvos .................................................................................................................... 225 18.3.5. Cambio de unión doble interior (Slip Doble) ..................................................................... 226 18.3.6. Cambio de unión sencillo (Slip Simple) ............................................................................. 227

18.4. Otros aparatos de vía ....................................................................................................................... 228 18.4.1. Enlace entre vías ............................................................................................................... 228 18.4.2. Mesas giratoria .................................................................................................................. 229

18.5. Planos de diferentes Desvíos Simples .............................................................................................. 230 18.6. Valores Teóricos ............................................................................................................................... 234

18.6.1. Sobreancho de Trocha ...................................................................................................... 234 18.6.2. Medidas de punta real de corazones agudos a la intersección ........................................ 234 18.6.3. Medidas de las Coordenadas y Abscisas según el Radio, Angulo y Longitud en Desvíos Simples ........................................................................................................................................... 235 18.6.4. Medidas de los rieles y durmientes utilizados en los D. Simples ...................................... 236 18.6.5. Medidas de los rieles y durmientes utilizados en los Cruces ............................................ 238 18.6.6. Medidas principales .......................................................................................................... 239

18.7. Croquis demostrativos ..................................................................................................................... 240 18.8. Curvas de enlace .............................................................................................................................. 246 18.9. Enlace de Vías Paralelas con Desvíos Sencillos ................................................................................ 248

18.9.1. Ejemplo 1 – ADV 1:8 – 15´ – X = 4,50 m ............................................................................ 248 18.9.2. Ejemplo 2 – ADV 1:10 – 18´ – X = 4,20 m .......................................................................... 249 18.9.3. Ejemplo 3 – ADV 1:12 – 18´ – X = 4,35 m ......................................................................... 249

18.10. Forma de determinar la Distancia entre Corazones de una Vía de enlace .................................... 250 18.11. Cambios de Trocha Mixta ............................................................................................................... 251

18.11.1. Cambios Mixtos tanto en directa como en desviada ........................................................ 251 18.11.2. Enlaces entre trocha mixta con ancha y trocha mixta con angosta. ................................. 254 18.11.3. Enlaces trocha ancha con angosta y trocha angosta con ancha ....................................... 256

18.12. Control y vigilancia del sector del cambio, “los dos ½ juegos de agujas y sus accesorios” ........... 259 18.12.1. Verificar estado metálico de las dos contragujas y las agujas .......................................... 259 18.12.2. Controlar desgastes o roturas de punta de agujas ........................................................... 261 18.12.3. Observar la existencia de rebabas en puntas de agujas ................................................... 262 18.12.4. Verificar estado de ambos rieles contra aguja, en puntas y talones ................................ 263 18.12.5. Controlar en sector de puntas de agujas .......................................................................... 264

18.12.6. Controlar cota de libre pasaje del cambio en talones de agujas ...................................... 265 18.12.7. Controlar la distancia de la apertura de punta agujas a patín del riel contraguja. ........... 266 18.12.8. Controlar la nivelación de juntas. ...................................................................................... 267 18.12.9. Observar las fijaciones del sector del cambio. .................................................................. 268 18.12.10. Observar y controlar la lubricación de las silletas corredizas. ...................................... 268 18.12.11. Verificar y/o escuadrar un ADV ..................................................................................... 269 18.12.12. Los bulones de los talones de agujas deben estar siempre ajustados correctamente 269

18.13. Conservación del sector del cruzamiento o cruzada ..................................................................... 270 18.13.1. Controlar el ajuste y colocar los bulones faltantes en las juntas de punta y talones del corazón y de los contraríeles ................................................................................................................ 270 18.13.2. Controlar el ajuste y colocar los bulones faltantes. .......................................................... 270 18.13.3. Observar y verificar si la punta real del corazón se encuentra. ........................................ 272 18.13.4. Desgaste máximo en patas de liebres generados por la rodadura ................................... 273 18.13.5. Observar el desgaste en la punta real del corazón ........................................................... 274 18.13.6. Desgaste lateral del riel en la rama desviada .................................................................... 275 18.13.7. Se debe controlar el correcto ajuste del corazón armado. ............................................... 276 18.13.8. Verificar la nivelación de los 3 durmientes debajo de la punta real del corazón y garganta . ........................................................................................................................................... 276 18.13.9. Controlar la cota de protección de la punta real del corazón ........................................... 277 18.13.10. Observar desgastes de los rieles acodados. .................................................................. 278 18.13.11. Controlar la cota de libre pasaje (dimensión “A”) de los cruces a escuadras o cruces diamante ....................................................................................................................................... 279 18.13.12. Verificar los desgaste en los rieles Intercalarios ........................................................... 280

18.14. Planilla de Verificación de ADV en campo. .................................................................................... 281

Capítulo 19 – La Vía sin Juntas

19.1. La vía sin juntas ................................................................................................................................ 283 19.1.1. Introducción ...................................................................................................................... 283 19.1.2. Definición de riel largo soldado – RLS ............................................................................... 285 19.1.3. Longitud mínima del RLS ................................................................................................... 286 19.1.4. Liberación de tensiones..................................................................................................... 286 19.1.5. Homogeneización de tensiones ........................................................................................ 286 19.1.6. Medición de temperatura ................................................................................................. 287

19.2. Condiciones a tener presenta para la construcción de un RLS ........................................................ 288 19.3. Vías sin juntas en sectores particulares ........................................................................................... 289

19.3.1. Vías sin juntas en puentes ................................................................................................. 289 19.3.2. Vías sin juntas en pasos a niveles ...................................................................................... 289 19.3.3. Juntas aislantes en vía sin juntas ....................................................................................... 290 19.3.4. Aparatos de vía en vía sin juntas ....................................................................................... 290 19.3.5. Vías sin juntas en estaciones ............................................................................................. 290

19.4. Causas que influyen en la estabilización de la vía ............................................................................ 290 19.4.1. Influencia del balasto y de su compacidad ....................................................................... 290 19.4.2. Influencia de los defectos del riel ...................................................................................... 291 19.4.3. Influencia de la estructura de la vía .................................................................................. 291 19.4.4. Influencia de la calidad de la nivelación y alineación ........................................................ 291 19.4.5. Influencia del trazado o de las particularidades existentes .............................................. 291 19.4.6. Influencia de la temperatura de referencia del riel .......................................................... 291

19.5. Liberación de tensiones ................................................................................................................... 292 19.5.1. Finalidad de la liberación de tensiones ............................................................................. 292 19.5.2. Condiciones necesarias para proceder a liberar tensiones............................................... 292 19.5.3. Síntesis de condiciones necesarias para la liberación de tensiones ................................. 292

19.5.4. Síntesis de operaciones de liberación ............................................................................... 293 19.5.5. Procedimientos de liberación de tensiones ...................................................................... 293 19.5.6. Ventajas e inconveniente de cada método ....................................................................... 293 19.5.7. Consideraciones comunes a todos los métodos de liberación de tensiones .................... 295 19.5.8. Liberación de tensiones mediante el empleo de tensores ............................................... 298 19.5.9. Elección de la longitud a liberar ........................................................................................ 299 19.5.10. Constitución de puntos fijos o “Zona de anclaje” ............................................................. 299 19.5.11. Ubicación de los tensores hidráulicos ............................................................................... 300 19.5.12. Aflojado de fijaciones ........................................................................................................ 300 19.5.13. Dilatación libre del riel ...................................................................................................... 301 19.5.14. Dimensionado de la abertura central ............................................................................... 301 19.5.15. Materialización de las referencias – marcado de los puntos fijos .................................... 301 19.5.16. Tensado del riel ................................................................................................................. 302 19.5.17. Soldadura de las semibarras ............................................................................................. 304 19.5.18. Apretado de las fijaciones ................................................................................................. 304 19.5.19. Tolerancias y control de la neutralización de tensiones del riel ....................................... 304 19.5.20. Caso de utilización del tensor en liberaciones sucesivas de varios tramos de un mismo RLS. ........................................................................................................................................... 305 19.5.21. Liberación de un RLS constituido por rieles de perfiles diferentes ................................... 306

19.6. Restablecimiento definitivo de la velocidad de la vía ...................................................................... 306 19.7. Incorporación de un ADV soldado en el RLS .................................................................................... 306

19.7.1. ADV aislado unido provisoriamente por soldadura .......................................................... 306 19.7.2. ADV aislado unido provisoriamente mediante eclisas con grampas ................................ 307 19.7.3. ADV aislado unido durante la liberación de los RLS que lo limitan ................................... 308 19.7.4. ADV aislado (inicialmente limitado por AD, DD o JD) incorporado a los RLS después de eliminados los AD, DD o JD ................................................................................................................... 308 19.7.5. Dos ADV sucesivos, separados entre sí menos de 200 metros ......................................... 308 19.7.6. Temperatura de referencia ............................................................................................... 309

19.8. Regulación de la abertura de los aparatos de dilatación AD. .......................................................... 309 19.9. Regulación del dispositivo de dilatación DD. ................................................................................... 310

19.9.1. Colocación del dispositivo de dilatación DD.: ................................................................... 310 19.9.2. Liberación del RLS: ............................................................................................................ 310

19.10. Regulación de junta de dilatación .................................................................................................. 311 19.11. Homogeneización de tensiones ..................................................................................................... 311 19.12. Uso de planillas .............................................................................................................................. 311 19.13. Vigilancia e inspección de la vía sin juntas ..................................................................................... 320

19.13.1. Introducción ...................................................................................................................... 320 19.13.2. Vigilancia e inspección por alta temperatura del riel........................................................ 320 19.13.3. Vigilancia e inspección por baja temperatura del riel ....................................................... 321 19.13.4. Vigilancia e inspección de los dispositivos de dilatación y aparatos de dilatación ........... 321

19.14. Conservación de la vía sin juntas – RLS .......................................................................................... 322 19.14.1. Operaciones de primer grado. .......................................................................................... 322 19.14.2. Operaciones de segundo grado. ....................................................................................... 322 19.14.3. Depurado de balasto ......................................................................................................... 323 19.14.4. Reemplazo de durmientes ................................................................................................ 324 19.14.5. Reemplazo de placas de caucho ....................................................................................... 325 19.14.6. Conservación de fijaciones elásticas ................................................................................. 325 19.14.7. Reemplazo de fijaciones elásticas ..................................................................................... 325 19.14.8. Nivelación, alineación, perfilado y compactación ............................................................. 326 19.14.9. Mecanización pesada ........................................................................................................ 326 19.14.10. Control y tolerancias ..................................................................................................... 327

19.15. Deformaciones de la vía ................................................................................................................. 329

19.15.1. Modo de actuar ................................................................................................................. 329 19.15.2. Deformación leves – flecha menores a 35 mm en cuerda de 20 m .................................. 329 19.15.3. Deformaciones graves - flecha mayores a 35 mm en cuerda de 20 m ............................. 330

19.16. Medidas a tomar en caso de rotura o defectos de rieles en una vía sin juntas - RLS .................... 331

Capítulo 1 La Vía Férrea

Manual Integral de Vías Página 2

1.1. Introducción

El ferrocarril es un sistema de transporte en el que los vehículos son guiados unidireccionalmente sobre la vía por intermedios de elementos metálicos (rueda – riel).

Esta es la razón por la cual a la vía no debe estudiarse de manera aislada sino como un sistema rueda-riel, que utiliza la adherencia para poder transmitir los esfuerzos de tracción.

Partiendo de esta definición, la vía y los vehículos son los principales integrantes de este modo de transporte. Nos dedicaremos solamente a la vía.

Resumiendo la vía debe:

Guiar al material rodante evitando que estos descarrilen.

Soportar las fuerzas verticales, horizontales y longitudinales que le producen la circulación de los trenes.

Transmitir esas fuerzas a la plataforma (infraestructura de vía) a través de la superestructura de vía (riel, durmiente, fijaciones y balasto).

Garantizar una confiabilidad en la circulación de los trenes.

Conseguir una alta disponibilidad operativa.

1.2. Estructura de la vía

Está constituida por:

La infraestructura. Formada por la plataforma.

La superestructura. Formada por el riel, los durmientes, fijaciones y el balasto.

Figura 1.1 – Perfil transversal Vía simple


Foto 1.1 – Vía simple

Figura 1.2 - Perfil transversal Vía doble

Foto 1.2 – Vía doble


1.3. Funciones de los componentes de la infraestructura de la vía

La plataforma tiene la función de soportar los esfuerzos que le proporciona los componentes de la vía (la superestructura compuesta por riel, durmientes, fijaciones, balasto), no debiendo sufrir deformaciones.

La plataforma debe estar conformada por capas de suelos bien compactadas y de óptima calidad, la subrasante y/o plano de formación debe poder soportar las cargas que le transmite el balasto.

El plano de formación debe tener inclinación suficiente entre 3 a 4 cm por metro para facilitar el escurrimiento del agua de lluvia.

El comportamiento de la plataforma no siempre está asegurado, pueden producirse asentamientos y deformaciones que por lo general son causadas por mala calidad del suelo y compactación deficiente.

1.4. Funciones de los componentes de la superestructura de la vía

1.4.1. El Balasto

El balasto de piedra partida es la capa de material que se coloca sobre el plano de formación en espesor de 10 a 30 cm y debajo de los durmientes, a fin de proporcionar un buen apoyo a la estructura de vía.

El balasto debe estar constituido por piedra partida proveniente de cantera, por la trituración de rocas de calidad aceptada por las normas. La granulometría más usada es la de Grado A1 en nuestro país. Consultar la Norma IRAM FA 7040.

Se usan otros tipos de balasto tales como escoria de alto hornos, ripios arenosos y tierra.

Obviamente que el de piedra partida es el de mejor calidad y el de mejor comportamiento en vías de alta carga por eje.

Los requisitos exigidos a un buen balasto de piedra partida y de óptima granulometría y apto para soportar cargas verticales que superan las 20 Tn/eje son:

Transmitir lo más homogénea posible las presiones de los durmientes al balasto.

Obtener un buen comportamiento a los esfuerzos laterales y longitudinales.

Permitir una fácil corrección de los parámetros geométricos de la vía mediante bateo con equipos mecanizados.

Permitir una buena evacuación del agua de lluvia para mantener la capacidad portante de la plataforma.

Garantizar la elasticidad de la vía con el fin de reducir las fuerzas dinámicas y transmitirlas lo más atenuada posible al plano de formación.

Para lograr lo antes mencionado es necesario:

Granulometría del balasto correcta (evitar finos que lo contaminan rápidamente).

Buen diseño del espesor de balasto.


Calidad óptima de la roca que se eligió para procesar el triturado del balasto.

Buen comportamiento para la compactación.

Foto 1.3 – Vía con balasto limpio

1.4.2. El Durmiente

El durmiente es uno de los componentes fundamentales en la estructura de vía. Estos pueden ser de madera dura, de hormigón o de acero. En nuestro país está generalizado los construidos de madera dura.

El durmiente de madera dura es una pieza de sección rectangular, posee la forma de un paralelepípedo (es decir que sus caras sean planas y paralelas entre si, ídem sus costados), las aristas deben ser rectas y su sección rectangular.

La madera más apta para la construcción de durmientes es el quebracho colorado, madera que no necesita ningún tratamiento ante los agentes atmosféricos (lluvia, humedad, calor, fríos, etc.) por ser tánica. Además posee propiedades mecánicas que la hacen la de mejor comportamiento para su uso como durmiente y además su vida útil supera ampliamente a otras maderas usadas en Argentina y en el mundo.

La madera usada en la actualidad es la de quebracho blanco tratado con sales CCA (cobre-cromo-arsénico). Antes se los trataba con creosota pero en la actualidad está prohibido su uso.

Los durmientes de quebracho tanto los colorados como los blancos son maderas que por sus características, elevada elasticidad y gran resistencia tienen la posibilidad de ser usadas sin silletas. Caso contrario en otras maderas que son consideradas semiduras (roble, haya, pino, alerce, etc.).


Las funciones de los durmientes:

Mantener a los rieles de la vía con la separación establecida (trocha).

Distribución de las cargas recibidas por ambos rieles al balasto (esfuerzos verticales, esfuerzos inerciales horizontales y esfuerzos transversales originados por los rieles). No ceder ni deformarse ante los esfuerzos recibidos.

Permitir amortiguación ante los esfuerzos dinámicos recibidos.

Disminuir el impacto acústico.

Soportar las fijaciones sin dañar el entorno de la madera y que estas puedan desempeñarse ante la retención de los esfuerzos longitudinales y laterales que son exigidos los rieles.

Los durmientes en la vía deben colocarse bien distribuidos y respetar una uniformidad en la distribución y en la escudaría.

Foto 1.4 – Durmientes de Quebracho Blanco

1.4.3. Rieles

Para el ferrocarril, el riel cumple simultáneamente las funciones de camino de rodadura, de elemento portante y de elemento de guiado. Este está sometido tanto a solicitaciones estáticas como dinámicas.

En tráficos se transportan cargas de hasta 35 Tn/eje.

En líneas de alta velocidad, actualmente se alcanzas velocidades que superan los 300 Km/hs.

En función de la topografía a la que se emplazó el ferrocarril, este puede estar exigido y/o colocado en radios reducidos y sufren por lo tanto altas solicitaciones laterales por el empuje de las ruedas.

Para que un riel pueda soportar estas múltiples funciones en servicio, deben cumplir con las siguientes exigencias:

Alta resistencia al desgaste.

Alta resistencia a la compresión.


Alta resistencia a la fatiga.

Alto límite elástico, una alta resistencia a la tracción y elevada dureza.

Alta resistencia a la rotura.

Poder ser soldado.

Alto grado de pureza de los componentes.

Buena calidad de la banda de rodadura.

En función de lo expuesto el riel fue motivo de minuciosos estudios desde su origen de manera de ir evolucionando junto con el avance tecnológico a través de los años que experimento el ferrocarril.

El perfil de riel utilizado es el Vignole, que está constituido por tres partes, que son:

Hongo o cabeza, es la que se utiliza como superficie de rodamiento y está expuesta a las mayores solicitaciones y sufre el desgaste. Debe tener un alto y ancho suficiente, dependiendo del calibre de cada riel.

Alma, es el elemento de espesor reducido que tiene la función de unir el hongo con el patín, asegurando la transmisión de las cargas desde el hongo al patín.

Patín, constituye la base del riel y su parte inferior es plana, lo que permite su apoyo a los durmientes y debe tener un ancho suficiente, con el fin de

Foto 1.5 – Perfil de riel distribuir la carga sobre los durmientes.

El reparto de estas tres partes en el riel es de aproximadamente.

Hongo o cabeza – 40 %

Alma – 22 %

Patín – 38 %

Los rieles se fabrican de acero y a título informativo la composición química de sus componentes es:

Carbono – de 0,37 a 0,73 % - Con él aumenta la dureza y la resistencia al desgaste, pero también influye en la fragilidad.

Manganeso – de 0,86 a 1,74 % - Tiene influencia en la dureza, la resistencia al desgaste y a la tenacidad (no frágil), pero disminuye la soldabilidad.

Silicio – 0,30 % - Aumenta la dureza, la resistencia al desgaste y facilita la laminación del riel.

Azufre y Fósforo, menos de 0,05 % - No son deseables porque dan fragilidad, pero es muy costoso su eliminación.


Variando estos componentes y de acuerdo al proceso de fabricación utilizado se consiguen distintas calidades de rieles.

A través de las cargas y de la circulación de los trenes los rieles se desgastan en vertical y lateralmente por el contacto de la pestaña de las ruedas. El mayor desgaste lateral de los rieles se produce en el riel exterior de las curvas. En vía recta por deficiencias en la alineación y nivelación se dan los desgastes laterales.

Los desgastes de los rieles en las juntas dependen fundamentalmente del estado de éstas y del balasto.

Foto 1.6 – Desgaste de los rieles en las juntas

Foto 1.7 – Desgaste lateral rieles


1.4.4. Fijaciones

La fijación es el principal material chico que se usa para la fijación de los rieles a los durmientes.

Las principales funciones que deben ser desempeñadas por las fijaciones para rieles es la siguiente:

Fijar los rieles a los durmientes.

Asegurar la invariabilidad de la trocha.

Facilitar la transferencia a la infraestructura de la vía (plataforma) de los esfuerzos estáticos y dinámicos ejercidas por el material rodante sobre la estructura de la vía (paquete ferroviario).

Poseer resistencia mecánica y elasticidad constante a lo largo de la vida útil de la fijación.

Contribuir al buen aislamiento eléctrico entre ambos rieles.

Constar del menor número de piezas, lo que facilitara su fabricación, colocación y conservación.

Tener bajo costo.

Vida útil lo más prolongada posible.

Las fijaciones para durmientes de madera por el modo de efectuar la sujeción la podemos dividir en rígidas y elásticas y por el tipo de apoyo en directas (sin silletas) e indirectas (con silletas).

Las fijaciones rígidas (sin silletas), es el clavo gancho y el tirafondo.

Las fijaciones elásticas (sin silletas), tenemos el clavo elástico simple y doble, el shun y gauge-Lock (clip de Pandrol), fijación RN y Nabla.

Las fijaciones rígidas con silletas, con silletas que poseen la inclinación 1:20 o 1:40, clavo gancho, tirafondo y clip rígidos con bulón.

Fijación elástica con silleta, podemos destacar las Nabla, RN, clip E Pandrol, etc.

Foto 1.8 – Clavo gancho Foto 1.9 – Gauge-Lock (clip de Pandrol)


1.4.5. Juntas

La unión de dos rieles entre si se denomina junta. Se realiza mediante dos piezas metálicas, que sirven de unión, llamadas eclisas, se denomina cala o luz a la pequeña separación que queda entre los dos rieles.

Foto 1.10 – Junta escuadrada

Las funciones que deben desempeñar las juntas son:

Facilitar la dilatación del riel ante las variaciones de la temperatura.

Que los dos rieles estén solidarios, que se comporten como una viga continua.

Presenten una resistencia a la deformación, lo más idéntica posible a la de los rieles.

Que estén impedidos los movimientos verticales o laterales de los extremos de los rieles (uno con respecto al otro), permitiendo el movimiento longitudinal (debido a la dilatación por efectos térmicos), por tal razón el agujero del riel debe ser de mayor diámetro que el bulón de la eclisa.

Las condiciones de trabajos de las juntas:

Debido a los efectos dinámicos, son los puntos más débiles de la vía. La causa es que la rigidez de la vía en esa zona es discontinua, porque se produce una variación del momento de inercia disponible.

Cuando una rueda llega a las proximidades de una junta, el extremo del riel tiende a doblarse (viga en voladizo), provocando un impacto al paso de la rueda.

Tipos de juntas:

Suspendidas (Figura 1.3)

Apoyadas (Figura 1.4)

Semisuspendidas (Figura 1.5)

Figura 1.3 Figura 1.4 Figura 1.5


Se usan en prácticamente en todo el mundo las Juntas Semisuspendidas.

Juntas a escuadras en ambos rieles tienen la junta en un mismo plano perpendicular al eje de la vía, adoptadas para vía en recta.

Juntas alternadas, son las que se encuentran desfasadas a una longitud predeterminada que se adopta 12 m y/o media longitud de barra cuando estas son de 36 a 45 m y se usa esta distribución de juntas en curvas.

La forma de las eclisas fue evolucionando en el tiempo:

Eclisas tipo ángulo

Eclisas doble ángulo y/o Z

Eclisas tipo puente (son las que su diseño envuelve el patín del riel)

Eclisas tipo barra

En la actualidad las más usadas son las eclisas tipo barras que en la parte exterior tienen dos rebordes y/o saliente en toda la longitud de la eclisa (uno superior y otro inferior) que evitan el giro del bulón, cabeza cuadrada y cuello redondo cuando este es ajustado.

Las eclisas se fabrican para cada tipo de riel y de acuerdo a la distribución de los agujeros que posee en cada extremo y pueden ser de 4 o 6 agujeros.

Foto 1.11 – Eclisa tipo barra de 6 agujeros

Foto 1.12 – Eclisa tipo barra de 4 agujeros

Foto 1.13 – Eclisa tipo ángulo de 4 agujeros


1.4.6. Bulones

Los bulones son tornillos de cuerpo cilíndricos con un fileteado o rosca en su parte extrema o punta, con cabezas de diferentes formas (las actuales son cuadradas), que son usados para asegurar o apretar en forma conjuntas con la tuerca a los dos componentes de la junta.

Plano 1.1 – Bulón

Plano 1.2 – Tuerca

1.4.7. Arandelas

Para evitar que los bulones se aflojen se usan las arandelas elásticas tipo grower. La arandela elástica es un elemento en forma de muelle (resorte) que tiene la función de impedir que el bulón se afloje.

Plano 1.3 – Arandela


1.4.8. Anclas

El desplazamiento longitudinal de los rieles con relación a los durmientes se debe a la acción de los esfuerzos longitudinales creados por material rodante y por la variación de las temperaturas de los rieles.

En vías con fijaciones rígidas (clavo gancho, tirafondos) y en vías con fijaciones elásticas (que no tienen suficiente apriete hacia el patín del riel), es necesario la colocación de anclas.

Las anclas evitan el desajuste de vía y realizan trabajos complementarios evitando el descuadrado del durmiente, el desajuste de las luces en juntas y frenando el corrimiento longitudinal del riel.

Existen distintos diseños de anclas, tales como:

Las anclas tipo V

Las anclas tipo fair o T

Las anclas de doble cierre o tipo U

Se deben respetar la densidad a colocar en el km de vía y analizar si estas cantidades cumplen con la finalidad de frenar el corrimiento.

Una manera de saber si la cantidad de anclas es insuficiente es colocando testigos y/o observar si hay durmientes que empujan el balasto.

Plano 1.3 – Ancla

Capítulo 2 Geometría de la Vía


Trocha Ancha: 1,676 metros

2.1. Trocha

Es una separación constante entre los dos rieles de la vía, esta separación recibe el nombre de ancho de vía o trocha, es el parámetro geométrico que más caracteriza a un ferrocarril.

La trocha se mide a 14 mm por debajo del plano de rodadura de ambos rieles y en forma perpendicular al eje de la vía.

Figura 2.1 – Vía con Trocha Ancha

Foto 2.1 – Regla de Trocha y Peralte Foto 2.2 – Regla de Trocha y Peralte

La elección de la trocha es una de las primeras decisiones cuando se proyecta una nueva línea, para que tenga posibilidad de conectarse con otras líneas ferroviarias tanto en el mismo país como los limítrofes.

Es muy interesante resaltar que de tener diferentes trochas en un mismo país y/o región dificulta la explotación integral de estos ferrocarriles. Tal es el caso de la Argentina que se tiene diferentes trochas y obligo a la construcción de las playas de transferencia condicionando mayores costos al transporte por ferrocarril.


En nuestro País tenemos las siguientes trochas:

Trocha ancha – 1676 mm.

Trocha media – 1435 mm – la difundida y usada en el mundo.

Trocha métrica – 1000 mm.

La red de NCA tiene la trocha ancha y también atiende la denominada trocha mixta que se tiene en desvíos a cargadores.

La trocha como cualquier parámetro geométrico está expuesta a tolerancias que varían en función de la clase de vía y sus alineación tanto sea en recta como en curva.

Existen las tolerancias de construcción, de mantenimiento y de seguridad.

2.2. Elementos que definen la geometría de la vía

La configuración del trazado de una línea ferroviaria se basa en dos aspectos fundamentales:

Alineaciones en planta – rectas y curvas.

Altimetría – rampas y pendientes, alineación en alzada.

2.2.1. Alineaciones en rectas

Son aquellas en el plano horizontal se presentan como una recta, este tipo de alineación es el ideal para cualquier trazado ferroviario. Es la distancia más corta entre dos puntos consecutivos.

2.2.2. Alineaciones en curvas

No es posible realizar los trazados de una línea ferroviaria, siguiendo rectas indicadas como ideales, es preciso incorporar curvas entre tramos rectos, con el fin de evitar obstáculos y obtener rampas menos pronunciadas, aunque más largas. A veces, a las razones técnicas y económicas se superponen las de carácter político y social.

En principio y desde el punto de vista del trazado las curvas pueden ser simples y curvas compuestas y la determinación puede hacerse por:

Por el radio – medido en metro.

Por el ángulo al centro que forman las tangentes.

Desarrollo.

Longitud de tangentes.

Con estos valores se puede trazar la curva y queda definida.


2.2.3. Curva simple

Se denomina curva simple o sencilla a la que tiene un único valor de radio a lo largo de todo su desarrollo, son las más comunes y las que más se utilizan en los diseños de trazados ferroviarios.

Figura 2.2 – Curva simple

2.2.4. Curva compuesta

Una curva compuesta en el mismo sentido o curva de radio múltiple, está constituida por una sucesión de curvas cuyas curvaturas son diferentes pero del mismo signo, con puntos de tangencias comunes.

Figura 2.3 – Curva compuesta con curvatura del mismo signo

Punto de tangencias comunes

R2

R1 PC1

FC1 = PC2

FC2

V2 V1

0

0

PC = Principio de Curva FC = Final de Curva V = Vértice R = Radio

Radio

0

Vértice

Principio de curva

Final de curva

de tg


Una curva compuesta de sentidos contrarios, está constituida por dos curvas cuyas curvaturas son de sentido opuesto, teniendo un punto de tangencia en común.

Figura 2.4 – Curva compuesta con curvatura de sentido opuesto

Con el objeto de obtener una representación gráfica de las curvas que se deben estudiar, se emplea el método del diagrama de flechas.

Entre el diagrama de curvatura y de las flechas existe, la relación dada por:

f = Flecha

C = Cuerda

R = Radio

Si la cuerda C es de 20 m, tenemos que la formula se simplifica a:

f = en metros

R = en metros

Figura 2.5 – Método de la flecha

Punto de tangencias comunes

R2

R1 PC1

FC1 = PC2

FC2

V2

V1

0

0

PC = Principio de Curva FC = Final de Curva V = Vértice R = Radio

R

A B C

f Cuerda de 20 m

f = C2 8*R

f = 50 R


Punto (m) flecha (cm)

10 10

20 10

30 10

40 10

50 10

60 10

70 10

80 10

90 10

Curva

Longitud 100 metros

Radio 500 metros

Punto (m) flecha (cm)

0 0

10 5

20 10

30 10

40 10

50 10

60 10

70 10

80 10

90 5

100 0

Curva

Longitud 100 metros

Radio 500 metros

Y = flecha medida

X = Puntos de medición

En la totalidad de la curva, cada 10 metros se coloca la Cuerda de 20 metros y se obtiene el valor de la flecha como indica la figura anterior.

Luego se grafica colocando en el eje de las ordenadas (eje de y – eje Vertical) las flechas f y el eje de las abscisas (eje de x – eje Horizontal) las medias obtenidas cada 10 m.

Ej.: f = cte. - Curva Circular

Tabla 2.1 Grafico 2.1

Ej. Sector de f ≠ cte. – Curva de Transición con variación desde f = 0 en recta hasta llegar a valor de la f = cte., donde se entra en la curva circular.

Tabla 2.2 Grafico 2.2

Y = flecha medida

X = Puntos de medición


2.2.5. Altimetría – Rampas y Pendientes, Alineación en alzada

El trazado ideal de un ferrocarril sería en donde su desarrollo se realice en horizontal, este objetivo es inalcanzable, el trazado debe adaptase al terreno, por lo tanto en la práctica las alineaciones con rampas y pendientes también están constituidas por sucesión de rectas y curvas.

Las alineaciones rectas en alzada están caracterizadas por un perfil, por su longitud y su inclinación de su plano tangente en cada punto.

El signo de esa inclinación depende del sentido de la circulación, denominándose rampas a los tramos que se gana en altura y pendiente en aquellos otros sectores que se pierde altura.

Las alineaciones en recta donde se presenta desniveles (rampas y pendientes), surge como necesidad de enlazar rasantes de pendientes diferentes y nacen las curvas verticales.

Estas curvas verticales pueden ser convexas cuando se enlaza rampa con pendiente y curva cóncavas cuando se enlaza pendientes de distintos gradientes y pendiente con horizontal.

Figura 2.6 – Alineaciones verticales


2.3. Influencia de la función de la vía en sus características geométricas

2.3.1. Alineación en planta

Esta debe adaptarse a la circulación del material rodante, adoptando el peralte más apropiado para cada curva, al igual que el radio y las curvas de enlace o de transición, los sobreanchos que correspondan cuando el radio así lo justifican.

2.3.2. Peralte

Se denomina peralte a la diferencia de cota que existe entre ambos rieles de la vía en curva. Se lo consigue mediante una elevación gradual del riel exterior en relación con el interior, manteniendo a éste al mismo nivel que la recta.

Las principales misiones del peralte son:

Producir una mejor distribución de las cargas en ambos rieles.

Reducir la degradación y desgaste de los rieles y del material rodante.

Compensar parcialmente o totalmente el efecto de la fuerza centrífuga.

Proporcionar confort a los pasajeros.

Peralte

Figura 2.7 – Esquema de peralte

En el estudio del peralte intervienen distintos factores que lo hacen importante a la hora de su elección, fundamentalmente cuando circulan trenes de pasajeros donde es fundamental compensar la aceleración para brindar mejor confort a los pasajeros.

La Norma técnica VO Nº 3, nos brinda todos los pasos a seguir para conseguir y poder calcular el peralte teniendo en cuenta los trenes rápidos y lentos, dando los parámetros admisibles tanto para la insuficiencia de peralte como para el exceso.

Se suele tomar como peralte practico las 2/3 del valor del peralte teórico.

Para la trocha ancha es:

Peralte Teórico Peralte Práctico

Pt = 13,8 * V2 R

Pp = 9,2 * V2 R


Valor límite del peralte en curva circular:

P = 190 mm – Trocha Ancha – 1,676 mm.

P = 160 mm – Trocha Media – 1,435 mm.

P = 110 mm – Trocha Angosta – 1,000 mm.

Estos valores se deben considerar como máximos absolutos.

2.3.3. Insuficiencia de peralte

Al existir un peralte teórico y uno practico, es evidente que los trenes rápidos circulan con una insuficiencia de peralte, es decir que no compensa en su totalidad la fuerza centrífuga sino una parte de ella, lo cual nos genera una aceleración no compensada que se debe tener en cuenta para los trenes de pasajeros.

Los distintos reglamentos de los ferrocarriles admiten que con una insuficiencia de peralte que no supere el:

Insuficiencia

de Peralte

I =

TROCHA

1676 1435 1000

150 mm 130 mm 90 mm

Tabla 2.3

El valor límite sea reducido a 115 mm para trocha 1.676 m, 100 mm para trocha 1.435 m y 65 mm para trocha 1.000 m cuando el estado de conservación de la vía no es satisfactorio.

I = Pt – P ≤ 115 mm ► Aceleración 0,65 m/seg2

2.3.4. Aceleración soportada por el pasajero

Como tiene relación directa con la insuficiencia de peralte, ese valor está dado por:

Asc = 0,65 m/seg²

Que para la trocha ancha nos da como Ip = 115 mm

2.3.5. Velocidad máxima admisible en función de radio y el peralte

El peralte nunca debe superar un valor máximo y la aceleración sin compensar se debe mantener en los valores que se mencionó, es evidente que para una curva de radio R, la única variable a limitar es la velocidad.

V = 4,5 √R


Esta fórmula tiene un coeficiente 4,5 que sale de contemplar los parámetros antes citados y nos da la pauta que en una curva de radio 300 m, la velocidad máxima que se puede circular es de 79 Km/hs con peralte y curva de transición.

Cuando la curva no posee peralte, caso de los ADV se aplica un coeficiente que está en el orden de 1,8 a 2,2.

V = 2.2 √R

En el caso de una curva de radio 300 m sin peralte tendríamos un valor de velocidad de aproximadamente de 32 a 38 Km/hs, En un ADV 1:10 circulando en la desviada, la velocidad máxima que se puede circular es de 35 Km/hs.

2.3.6. Curvas de transición

Es necesaria una continuidad en la curvatura de los rieles en el plano vertical, esta no debe ser brusca, por tal razón se incorporan a las curvas estas transiciones. Es introducir entre la recta y la curva circular una curva cuyo radio disminuya gradualmente de infinito en la recta hasta el valor máximo en el inicio de la curva circular, también tiene el efecto de variar la fuerza centrífuga.

En la curva de transición también el peralte varía en función de los distintos radios que esta va adoptando.

Obviamente que esta curva de transición tiene una longitud que cuando más larga es tenemos mejor inscripción del material rodante y mejor compensación de la fuerza centrífuga.

h1

Figura 2.8 – Rampa de peralte

La rampa de peralte varía 1,5 mm/m a 2,5 mm/m.

La curva de transición responde a la fórmula:

CARRIL EXTERIOR

CARRIL EXTERIOR

RAMPA DE PERALTE

CARRIL INTERIOR RECTA

TRANSICIÓN CARRIL INTERIOR CURVA CIRCULAR

y = x3 6RL


2.3.7. Sobreancho de la trocha en vía curva

Para una mejor circulación del material rodante por las curvas de radios reducidos, se recurre dotar a la curva de un sobreancho que debe ser ganado durante la curva de transición, de tal forma que en el punto de tangencia entre la curva circular y de transición se alcance el valor máximo, a razón de 1 mm por metro.

La Norma Técnica VO Nº 14 – Sobreancho de trocha

Tabla 2.4

2.3.8. Radios mínimos

La distancia entre centros de bogíes, base rígida y los dispositivos de enganche limitan la inscripción de los vagones, coches y locomotoras en las curvas. Por lo que las distintas administraciones ferroviarias limitan el radio mínimo a adoptar en las curvas en explotación.

En Argentina se reglamentó los siguientes radios en función de la trocha:

Trocha ancha: 220 a 250 metros

Trocha media: 180 metros

Trocha angosta: 120 a 150 metros

2.4. Descripción de los parámetros geométricos que caracterizan a la vía

2.4.1. Descripción de las distintas tolerancias

Para el control de los valores citados, se establecen tolerancias o intervalos de valores entre los que debe moverse cada parámetro, para considerar que la vía se encuentra en condiciones aceptables, respecto a ese parámetro y para esa clase o clasificación de vía.

Podemos distinguir:

Tolerancia de construcción o de vía nueva: constituye uno de los medios para definir la calidad del trabajo realizado. Como el material es nuevo y los trabajos se realizan con las exigencias prescriptas en los pliegos, estas son las más exigentes de todas las tolerancias.

Tolerancias de vías en servicio o de buena rodadura: son las tolerancias entre los cuales pueden variar los parámetros geométricos de la vía durante la explotación. Se basan en los límites aceptables de confort de marcha, en relación con el tipo de formación.

Tolerancias que limitan la velocidad: son los límites de variación en los cuales se presentan condiciones peligrosas o poco seguras para la circulación de los trenes a esa velocidad. No dependen solamente de la vía, sino también del tipo del material rodante, sus características dinámicas y del estado de conservación. Los factores que definen las condiciones peligrosas son tan variables e indeterminados que ningún ferrocarril del mundo ha logrado establecer estas tolerancias


Tolerancias de conservación: son aquellas que se exigen en el control de la calidad de los trabajos de conservación de la vía. Estas tolerancias no dependen solamente de la vía sino también de los equipos empleados

Tolerancias de seguridad (alerta roja): son aquellas tolerancias que cuando se sobrepasan obligan a la intervención inmediata para restablecer las características geométricas de la vía en ese sector.

Todos estos parámetros se pueden medir en forma manual (reglas de trocha y peraltes, cuerdas para medir desniveles y/o desalineación) o con equipos especiales de control geométricos que pueden ser realizados bajo cargas (Dresinas de Control) o los de carritos tipo Diamont que se miden sin carga.

Solamente usaremos las tolerancias básicas más usuales que son:

De construcción o de obra nueva

De mantenimiento

De seguridad

Capítulo 3 Zona de Vía


3.1. Generalidades

Se denomina zona de vía a la franja de terreno donde se emplazó la vía. Esta debe estar delimitada por alambrados perimetrales y es ocupada únicamente por el ferrocarril. Obviamente que en zonas densamente pobladas como en las grandes ciudades esta delimitación es invadida y pasa a ser un problema de difícil solución.

El ancho de la zona de vía varía entre 30 y 40 metros, por lo general si se construyó una vía sencilla (única), esta respeta el eje del terreno. Para el caso de vías doble se respeta el eje de la entrevía en la construcción de la plataforma donde se asentaran ambas vías.

Se puede dar el caso que primeramente se construyó una vía única y que luego por razones de mayor tráfico se hace necesario una vía doble, esta se la emplazara en el lugar más conveniente.

La zona de vía también fue usada como zona de préstamos para la extracción de suelos para ser destinados a la construcción de terraplenes y a conformar taludes en caso de trazados en desmontes.

La Ley Nº 2873 de los ferrocarriles nacionales define la protección que debe tener la zona de vía. Una de las más vistas son los carteles que se colocaban en los pasos a niveles donde decía “Prohibido transitar por las vías”.

3.2. Sección transversal o perfiles de vía

Son tres los tipos o situaciones esenciales que pueden distinguirse en relación con la infraestructura de vía, según sea:

Suelo natural, si después del escarificado se comprueba que el suelo es apto para plano de formación, es usado.

Trinchera o desmonte, si por razones de diseño del perfil transversal, es necesario bajar cota al terreno natural, se procede a realizar las excavaciones hasta llegar al nivel requerido y allí comenzar con la construcción de plano de formación o plataforma.

Terraplén, cuando el perfil longitudinal de la traza indica que estamos en terreno bajo, se debe ganar altura con la conformación del terraplén que se ejecutan en capas de suelo seleccionado de 0,20 m debidamente compactada hasta llegar al nivel de proyecto del plano de formación o plataforma donde se emplazará la superestructura de la vía.

Los perfiles deben construirse de acuerdo a los planos tipos de cada ferrocarril o proyecto si estamos en presencia de una obra nueva.


Foto 3.1 – Vía en terraplén Foto 3.2 – Vía en desmonte

El talud tanto en terraplén como en desmonte depende del suelo utilizado y su pendiente es de 1:1,5, siendo esta inclinación la correspondiente al talud natural que se genera con la tierra suelta. Con una pendiente mayor, es decir 1:1 no tendríamos la estabilidad necesaria y si tenemos una pendiente menor, es decir 1:2 tendríamos un excesivo aporte de suelo en la conformación del terraplén y una extracción mayor de suelo en una trinchera.

El ancho de la plataforma debe ser tal que cuando se monte la vía y se aporte piedra balasto esta no se caiga, debe tener una banquina como indican las normas.

Las zanjas laterales en desmonte necesitan y son motivo de una conservación permanente para evitar que se tapen y mantener siempre las pendientes que permitan evacuar el agua de lluvia a los puntos más bajos.

El ancho de la plataforma depende del tipo de trocha y están en el orden de los 5,20 a 6,00 m para la trocha ancha

Foto 3.3 – Construcción de terraplén Foto 3.4 – Construcción de terraplén

Lo referente a la plataforma y/o plano de formación que nos limita la superestructura de la vía, lo citamos como un complemento, es un tema de una especialización especial y escapa a lo pretendido en este Manual de Vía.

Capítulo 4 Balasto


4.1. Balasto de tierra

Ya se definió en el capítulo 1, la importancia del balasto en una vía por tal razón merece que se profundice este tema.

En NCA por lo general podemos distinguir dos tipos de balasto que son:

a) De tierra

b) De piedra partida

4.2. Balasto de tierra

En una gran mayoría de los ramales secundarios, la vía está asentada sobre un plano de formación y con tierra, desde el punto de vista económico es un material de fácil obtención y a bajo costo. Pero el comportamiento ante las altas exigencias operativas actuales es muy deficiente, fundamentalmente por su baja capacidad portante y deficiente drenajes lo que obliga a tener máxima precauciones ante lluvias que superan los 30 mm, lo que es recomendable cancelar la circulación de los trenes hasta que se restablezca nuevamente la capacidad portante del suelo.

Es práctica en NCA precaucionar y/o clausurar los ramales ante una lluvia copiosa. Nuestros Controladores de Vía se orientan con el DCP que es un método que nos permite en función de la cantidad de golpes y la penetración por cada uno de ellos, según el valor obtenido saber si la vía ha recuperado su capacidad portante.

Las vías con este tipo de balasto están constituidas con perfil de tapada completa y su conformación está normalizada en la Norma Técnica Nº 2ª - Perfiles transversales tipos para vías principales con balasto de tierra, en sus anexos indica como orientar los desagües.

El objetivo fundamental de la vía tapada con tierra es la rápida evacuación del agua de lluvia hacia fuera de la vía por tal motivo es importante la realización de la inclinación de la tapada al igual que las tajeas.

Luego de la tapada es conveniente compactar el suelo con el dorso de la pala y/o usar pisones del tipo plano, con el fin de evitar que se erosione el suelo ante agentes atmosféricos como el viento y el agua. En vías en terraplén para evitar lo erosión se utilizó agregado de polvo y/o residuos de la molienda de cantera con buenos resultados.

En zonas de suelos salitrosos, un perfil de tapada completa afecta a los rieles y fijaciones, por lo que es recomendable que sea perfil de media tapada (que el suelo no esté en contacto con el patín del riel y fijaciones).

Como es obvio suponer el secreto en estas vías es que el agua se retire de la vía lo antes posible para evitar que se acumule el agua y provoque aflojamiento del plano de asiento de los durmientes, generando des-consolidación o golpes de vía.

En vía en curva las tajeas deberán estar dispuestas de manera que se desagüe hacia el riel bajo o interior de la curva.


Foto 4.1 – Vía con balasto de tierra

Figura 4.1 – Norma Técnica V.O. Nº2a Anexo I


Figura 4.2 – Norma Técnica V.O. Nº2a Anexo II


4.3. Balasto de piedra

La piedra partida es la que mejor se comporta como balasto para la vía y la que se generalizo en todo el mundo en las vías principales.

La colocación de una capa de piedra balasto requiere que el plano de formación este perfectamente construido y con las pendientes o inclinación 3 a 4 cm por metro desde el eje hacia el exterior, con el fin de facilitar el libre escurrimiento del agua.

Se están usando con mucho éxito en renovaciones de vía y/o obras nuevas la colocación de un manto de geotextil para evitar que los finos provenientes del plano de formación no contaminen la piedra partida.

Una buena piedra balasto debe reunir las siguientes condiciones:

Alta dureza, se comprueba con los ensayos y todas las normas lo solicitan.

Alta resistencia a la compresión, también se estipulan ensayos

Estar libres de impurezas

La roca debe fracturarse de forma cúbica y con aristas vivas

La piedra que cumplen estos requerimientos son: basalto, granito y diabasa.

Las rocas blandas no cumplen y por lo tanto no son recomendables su uso.

El balasto machacado debe corresponderse a:

El tamaño de la partículas y la distribución debe responder a una curva granulométrica que está definida en la norma

La forma de las partículas también están definidas en la norma

La proporción de partículas tanto en superior (grandes) como las inferiores (finos), en ningún caso debe exceder un porcentaje

GRADO A-1 GRADO A-2

BALASTO PARA CAPA BATEADO BALASTO PARA LEVANTE CALIBRADO

Material que pasa (% en masa) Material que pasa (% en masa)

IRAM 63 mm (21/2") 100 -

IRAM 51 mm (2") 85 a 100 -

IRAM 38 mm (11/2") 35 a 70 -

IRAM 25 mm (1") 0 a 15 100

IRAM 19 mm (3/4") 0 15 a 100

IRAM 16 mm (5/8") - 0 a 30

IRAM 9,5 mm (3/8") - 0

DESIGNACIÓN DEL TAMIZ

Tabla 4.1 – Tabla granulométrica


Grafico 4.1 – Grafico de aceptación y rechazo

El ensayo Los Ángeles – La – determina la resistencia a la abrasión y está definido en un %.

Cuando más alto es este valor más desgaste sufre la roca.

La norma en uso en la argentina indica un valor de La ≤ 30% (Norma FA 7040 de agosto 1975)

Las condiciones técnicas de suministro de la piedra balasto debe en todos los casos responder a la norma.

4.4. Contaminación del balasto

Pueden ser debido a:

Aportes de finos tras su instalación

Aportes desde el exterior (perdida de mercadería, basuras, finos de minerales, acumulación de polvos del ambiente)

Materiales finos provenientes desde la plataforma

El fino que se produce por la presencia del tráfico (desgaste y fracturas de partículas)

Abrasión durante el bateo (mecanización pesada)

Según estudios realizados por organismos internacionales el balasto comienza a perder sus bondades cuando el porcentaje de finos es del orden del 30 % y cuando se supera el 40 % se debe proceder a su depuración mediante máquinas des-guarnecedoras de balasto

Lo antes mencionado nos indica que el balasto debe conservarse lo más limpio posible, la contaminación no es deseable y cuando se inicia la colmatación se va perdiendo las propiedades fundamentales del balasto que son:

Elasticidad

Evacuar las aguas de lluvia

Permitir una geometría permanente y sin variaciones por asentamientos anormales

Conservación mecanizada óptima


El espesor de balasto nos indica la calidad de vía, a más espesor tenemos mejor calidad de vía.

Espesor de 30 cm seria lo deseable para vías principales.

Con espesores menores entre 10 a 15 cm y con conservación mecanizada en ciclos de 6 años en trabajos de mejoramientos intensivos, se obtiene buenos resultados para las exigencias operativas de NCA.

En la Norma Técnica VO Nº 2 – Perfiles transversales tipo de vías principales balastados con piedra o material similar y de sendas

En esta norma se puede encontrar los distintos espesores de sub-balasto y balasto en función de la clasificación de la vía.

Incorpora el perfil reforzado para las vías constituidas con rieles largos soldados y las que poseen rieles eclisados que superan los 45 m de longitud.

ANEXO 1 – Espesor de Sub-Balasto y de Balasto por debajo de los durmientes

Tabla 4.2 – Tabla espesor

Vía Única

Figura 4.3

Figura 4.4


Vía Doble

Figura 4.5

Figura 4.6

ANEXO 2 – Perfiles de Balasto (Banquina exteriores)

Figura 4.7

Figura 4.8


ANEXO 3 – Perfiles de Balasto (Entrevía)

Figura 4.9

Figura 4.10

Figura 4.11


Foto 4.2 – Vía con balasto limpio Foto 4.3 – Vía con balasto colmatado

Cuando el balasto se colmata es necesario:

4.5. Depurar – tarea costosa pero necesaria

Las tareas manuales a realizar las podemos sintetizar en los croquis de las figuras y la secuencia son:

El balasto colmatado entre durmientes y en las banquinas debe ser removido con pico para luego retirarlo con palas punta corazón hasta desarmar ambas banquinas, hacia ambos lados, tal lo mostrado en la figura, en la parte central de las cajas, no se debe descender más de 5 cm por debajo del nivel inferior del durmiente y sin afectar el asiento. Este desguarnecido se realiza con pendiente de 3 a 4 cm por metro desde el eje de vía hacia ambos lados en vía única y solamente hacia el exterior en vía doble.

El balasto sucio que se retiró en la operación anterior y que lo tenemos depositado a ambos lados de la vía, luego del secado al sol, debe ser levantado y zarandeado con horquillas especiales para este trabajo, sacudiendo con intensidad para facilitar su limpieza, eliminado las impurezas y finos.

Luego de esta limpieza el balasto recuperado libre de impurezas es incorporado nuevamente a la vía y restablecer el perfil normal.

La tierra y/o suciedad producto de la limpieza debe ser retirado con palas fuera de la contra banquina en lugares que no afecte ni obstaculice el libre escurrimiento del agua de lluvia.

Este trabajo de depuración no debe afectar más de 5 cajas o panes consecutivos o el total del 20 % de la totalidad de un mismo riel, si se supera ese porcentaje cuando la temperatura del riel supera los 45 ºC se debe restringir la velocidad o suspender esta tarea.

De ser necesario se aportará balasto limpio para completar la tapada y perfilada.

Con el balasto depurado y/o aportado de ser necesario se procederá a realizar la correspondiente nivelación longitudinal y transversal de la vía.


Recomendaciones

1. Se debe determinar la zona donde esta operación realmente lo justifica dado que es una tarea que insume mucha mano de obra para ser realizada correctamente.

2. No depurar el balasto cuando este húmedo o lloviendo.

3. Ídem en tiempo de helada.

4. Hacer bien la operación del cribado con la horquilla.

5. En el desguarnecido a pala respetar la pendiente de 3 a 4 cm por metro y no dañar el asiento de los durmientes ni sobrepasar los 5 cm.

Figura 4.12 – Limite de desguarnecido a pala

Figura 4.13 – Vía única en alineación recta, en terraplén o con zanja longitudinal de tierra

Figura 4.14 – Vía única en curva con peralte inferior a 45 mm, en terraplén o con zanja de tierra


Figura 4.15 – Vía única en curva con peralte superior a 45 mm, en terraplén o con zanja de tierra

Figura 4.16 – Vías dobles en alineación recta en terraplén o con zanja de tierra

Figura 4.17 – Vías en curva con peralte inferior a 45 mm en terraplén o con zanja de tierra. Idéntica a alineación recta.

Figura 4.18 – Vía en curva con peralte superior a 45 mm en terraplén o con zanja de tierra en curva con peralte superior a 45 mm en terraplén o con zanja de tierra


Modo de la ejecución de la conservación

Figura 4.19

Figura 4.20

1 - Vaciar completamente el balasto entre durmientes (1)

2 - Zarandear el espacio entre durmientes (2) (el balasto es picado luego levantado con horquilla y fuertemente sacudido sobre el mismo (2) y tirado al espacio (1)

3 - El detritus del espacio (2) son sacados con la pala y retirados fuera de la banquina y de la senda y si se presenta el caso embolsarlos. En trinchera no tirar este detritus sobre el talud o en los bordes de las zanja

5 cm 5 cm

Capítulo 5 Durmientes


5.1. Generalidades

Los durmientes deben desempeñar las siguientes funciones:

Soportar a los rieles

Absorber y transmitir al balasto las cargas horizontales y verticales recibidas de los rieles

Mantener la estabilidad de la vía en los planos horizontal y vertical

Mantener la conformación geométrica especificadas en los ADV

Los durmientes especiales son aquellos cuyas dimensiones son diferentes a los durmientes comunes de vía y en función de su aplicación en lugares específicos, tales como ADV, puentes abiertos (metálicos), que exigen dimensiones específicas.

Los durmientes en uso en nuestro país son de madera dura - quebracho colorado – quebracho blanco.

El durmiente de quebracho colorado por ser madera tánica no es necesario realizarles ningún tratamiento especial y es el de mejor comportamiento por sus resistencias y su alto peso específico que lo hace el más pesado de todos los otros durmientes de madera.

La otra madera muy usada es el quebracho blanco y necesita ser tratada para resistir las inclemencias atmosféricas a la cual está expuesto durante su vida útil en la vía. Este tratamiento se realiza mediante sales.

En menor escala se usaron durmientes de urunday y curupay que son considerados en la norma junto al quebracho colorado.

El durmiente común de vía tiene las siguientes dimensiones 0,12 m x 0,24 m x 2,70 m y su peso es de aprox. 100 kg el de quebracho colorado y de 70 kg para el de quebracho blanco tratado.

Los durmientes que usamos no necesitan placas de asiento, salvos situaciones especiales, por lo tanto antes de ser colocados en la vías deben ser entallados y agujereados.

Esta tarea puede ser realizada con máquinas especiales, entalle y agujereado para cada tipo de riel y con las medidas teóricas de trocha cuando son usados para una renovación de vía.

Los durmientes usados en conservación pueden ser provistos entallados de un solo lado y realizar el ajuste de la otra cabeza en el campo, antes de ser colocado y respetando la trocha existente o corredor del sector.

Otra manera de ser provisto es con entalle de simple inclinación que sirve para ser usados tanto con fijación rígida de tirafondos y elástica con clip gauge-lock de Pandrol. En ambos casos el agujerado se realiza en el mismo momento de la colocación.

En curvas de radios reducidos fundamentalmente cuando se usa fijación rígida a tirafondo y entalle con cajuela, se debe prever el sobreancho en el entalle.

Cuando el durmiente se provee sin ningún tipo de entalle se debe ejecutar en los campamentos usando las instrucciones vigentes y la regla especial para el marcado. Se usan el cepillo manual y las azuelas. Se debe realizar centrado con respecto al eje transversal.

Para renovaciones de vía y mejoramiento intensivo el entalle y agujereado de los durmientes deberán respetar las medidas teóricas de la trocha para el tipo de riel usado.


La inclinación del entalle es de 1:40 donde asienta el patín del riel y debe ser realizado en la cara correcta del durmiente de forma tal que la concavidad de los anillos del crecimiento de la madera queden hacia abajo.

Cuando la tarea de entalle es realizada manualmente se debe efectuar con toda prolijidad, es importante que el declive o pendiente sea uniforme para lograr un correcto apoyo del patín del riel.

La variación de la inclinación tiene relación directa con la trocha y con la rodadura del par montado, rueda-riel, porque se modifican los ángulos de contacto.

5.2. Recepción de Durmientes

Objetivo

Establecer las condiciones de calidad que deben cumplir los durmientes para poder ser utilizados en las vías férreas.

Para la compra y recepción de los durmientes debe exigirse el cumplimiento de la Norma IRAM-FA L 95-57 – Noviembre de 1970 – DURMIENTES DE QUEBRACHO COLORADO, GUAYACÁN Y URUNDAY y la Norma IRAM-FA L 95-56 – DURMIENTES DE QUEBRACHO BLANCO PARA PRESERVAR. Que especifican la calidad de las maderas y las tolerancias en dimensiones.

5.2.1. Entallado de durmientes

El entallado de los durmientes se realiza para conseguir:

1. Correcto contacto en la banda de rodamiento entre la llanta y el riel.

Evitando el desgaste anormal de las llantas y de los rieles.

Evitar la acanaladura de las llantas por el deficiente contacto.

2. Capacidad de retención lateral y trocha.

El correcto entalle y agujereado, nos asegura una buena ubicación y colocación de las fijaciones y una correcta trocha, con una buena alineación.

La inclinación 1:40 para renovaciones y mejoramientos intensivos de vía nos asegura el correcto contacto de rueda – riel. En este entalle lo más recomendable es que se realice con máquinas entalladoras lo cual nos asegura un mecanizado de la madera con mejor calidad y precisión.

En conservación de vía, en reemplazo discontinuo o alternado de durmientes el entalle debe corresponder a la inclinación de los rieles del sector donde se realiza dicha tarea, se lo debe ejecutar manualmente.


5.2.2. Entallado manual – Entalle con cajuela

1) Marcar los tres bordes que componen la cajuela, usando una escuadra metálica y una punta de marcar o lápiz de carpintero, también se puede utilizar un cupón de riel de aprox. 30 cm, del mismo tipo de riel del entalle. Lo más preciso es el uso de la regla o escuadra de precisión que se tiene en uso en NCA.

Figura 5.1

2) Cortar la madera a la profundidad determinada para los bordes (t), (e) y (a), con sierra circular, serrucho, etc.

3) Calar primeramente la cajuela donde va montado el riel, con cepillo manual eléctrico o con azuela. Para verificar o comprobar las profundidades de los cortes se puede usar una regla metálica, una sonda o maderas de distintos espesores – 3/4/5/6/7/8/10 mm x 8 cm de ancho x 24 cm de largo.

Figura 5.2

4) El rebaje para la colocación del tirafondo se realiza colocando del lado interior una planchuela de acero de 4 mm de espesor, 5 cm de ancho y 24 cm de largo. El uso de esta planchuela nos permite usar la azuela o cepillo hasta el espesor indicado y no dañar la madera.

Figura 5.3


5) Se deberá dejar una inclinación hacia afuera (donde se colocará el tirafondo), es para que el agua no quede sobre la fijación.

Figura 5.4

5.2.3. Ubicación de los tirafondos - Agujereado manual con taladro de vía

1) Usar un calibre muy sencillo que es una planchuela de acero

2) Trazar una línea sobre el durmiente apoyando el calibre sobre ambos lados del patín del riel, utilizando una punta de marcar

3) Marcar la posición de los agujeros con un punto o utilizando la misma punta de marcar

Figura 5.5


5.2.4. Procedimiento a seguir en entalle de durmientes

Medidas del durmiente común de vía

Largo – 2,70 m con tolerancia de ± 10 cm

Ancho – 0,24 m con tolerancia de ± 2 cm

Alto – 0,12 m con tolerancia de ± 1 cm

1) Entalle de durmiente para trocha 1676 mm, inclinación 1:40, Riel 100 Lbs.BSR

Figura 5.6

E = 1608 mm – J = 400 mm – P = 146 mm – B = 60 mm

Largo del durmiente – 2,70 m → E + (2J + 2P) = 2,70 m

E – medida entre bordes interiores de cajuela

J – medida desde la punta del durmiente hasta el borde exterior de la cajuela con tolerancia de ± 5 cm – 400 mm corresponde para riel de 100 Lbs. BSR

B – medida desde el borde inferior de los entalle hacia el interior, rebaje para la colocación del tirafondo – 60 mm

t – profundidad de la cajuela en el borde exterior – 4 mm

e – profundidad de la cajuela en el borde interior – 8 mm

a = (e – t) + 2 mm = 6 mm, medida de la profundidad del borde interior del rebaje, se debe dar 2 mm de inclinación para evitar que el agua quede en las fijaciones

Figura 5.7


2) Entalle de durmiente para trocha 1676 mm, inclinación 1:40, Riel 85 Lbs. 522ª

Figura 5.8

E = 1632 mm – J = 419 mm – P = 115 mm – B = 60 mm


3) Entalle de durmiente para trocha 1676 mm, inclinación 1:40, Riel 85 Lbs.BSR

Figura 5.9

E = 1632 mm – J = 410 mm – P = 132 mm – B = 60 mm


Nota

Cuando no se conoce la inclinación de los entalle, éstos se deben medir utilizando una regla de 2,70 m de largo y de sección cuadrada tipo caño estructural. La regla ubicada debajo de ambos rieles y lo más cerca posible del durmiente a reemplazar y se toma la medida (a) con sonda o calibre escalonado.

El valor (a) de la cajuela a considerar para cada riel podrá usarse un valor promedio de las mediciones aislada que se realicen en cada riel.


ENTALLE PARA TROCHA ANCHA

Figura 5.10

E – medida entre bordes interiores de patines en (mm)

A – trocha en (mm), en nuestro caso es 1676 mm

P – ancho del patín del riel en (mm)

H – ancho hongo del riel en (mm)

h – altura de riel en (mm)

t – profundidad de la cajuela en el borde exterior en (mm)

e – profundidad de la cajuela

ENTALLE CON INCLINACIÓN 1:40 – TROCHA ANCHA – 1676 mm

TIPO DE RIEL E

(mm) P

(mm) H (mm)

h (mm)

h/20 (mm)

t (mm)

e (mm)

a (mm)

100 Lbs. BSR 1608 146 70 152 8 4 8 6

85 Lbs. 522ª 1632 115 64 133 7 4 7 5

85 Lbs. BSR 1616 132 65 138 7 4 7 5

Tabla 5.1

E = A – (P – H) * h/20 e = P * 1/40 + 4 = P * 0,025 + 4

Entalle con inclinación 1:40 para durmiente de madera dura con fijación directa mediante tirafondo tipo Ao – para ser usado en renovaciones de vía.

Entalle con inclinación 1:40 para durmientes de madera dura con fijación elástica con Clip Pandrol Gauge-Lock y Tirafondos.

Se anexan planos que se usan en nuestros trabajos de conservación y obras de renovación y mejoramientos livianos e intensivos de vía


Plano 5.1


Plano 5.2


Plano 5.3


Plano 5.4


5.3. Reemplazo de durmientes

El reemplazo de durmiente tiene por finalidad mejorar la estructura de vía, la estabilidad y asegurar la trocha.

Cualquier método de reemplazo, sea manual o con máquinas insertadoras de durmiente debe permitir mantener los parámetros geométricos de la vía con una mejora de la calidad, por lo que se requiere que sea perfectamente calzado y distribuido en función de la densidad Nº/km o Nº/tramo de riel, tanto en el tramo como en el sector de juntas donde se tiene una distribución más cercana de los durmientes.

Foto 5.1

5.3.1. Método de reemplazo

Difícilmente el espesor del durmiente nuevo a colocar, sea igual al que se debe sacar, por lo que es necesario modificar el nuevo asiento, picando la base para darle elasticidad y de ser necesario se aportará balasto. Es recomendable dejar unos 10 mm más alto el durmiente nuevo colocado, que es la medida estimada que bajará cuando pasen los primeros trenes. Cuando el balasto está totalmente limpio no es recomendable romper el asiento.

Si la cantidad de durmientes a reemplazar es importante lo más recomendable es realizar una nivelación continua con la finalidad de lograr una elasticidad más homogénea en todos los durmientes.


5.3.2. Tarea de reemplazo de durmientes

1. Se remueve y se extrae con pala punta corazón el balasto de las cajas adyacentes (ver figura) del durmiente a reemplazar, teniendo presente que no se debe exceder en 5 cm el desguarnecido. El durmiente (ya sin fijación) se lo traslada a la caja desguarnecida.

2. Se levanta la vía con dos gatos colocados enfrentados, el levanté debe ser tal que solamente libre la zona de cajuela de aprox. 2 cm, para facilitar la extracción y la colocación.

Figura 5.11

3. La operación de extracción se realiza con tenazas apropiadas para desplazar durmientes.

4. Se prepara el asiento del nuevo durmiente.

5. Se mide la altura de los apoyo en coincidencia con ambos rieles, puede suceder lo siguiente:

El durmiente es de igual espesor, no modifico el apoyo

El durmiente es de menor espesor, agrego balasto

El durmiente es de mayor espesor, quito balasto

6. Con los apoyos perfectamente conformados se procede a la colocación del durmiente nuevo, se sacan los gatos.

7. Colocado correctamente se procede a calzarlo, para luego proceder al agujereado y abocardado.


8. Se lubrica el tirafondo con pintura asfáltica a ½ de la rosca y se procede a la operación del ajustado manualmente o con máquinas tirafondeadoras.

9. Se tapa con balasto depurado, tarea a realizar con horquilla, rellenando las cajas y reconstruyendo el perfil de vía.

10. Reubicar anclas si corresponde.

5.3.3. Distribución de durmientes en juntas

1) Vía Principal con circulación de trenes de pasajeros y de cargas * 1630 a 1722 durmientes x Km * 62 durmientes x tramo de 36 metros * Rieles U36 y U50

Figura 5.12

2) Vía Principal con circulación de trenes de pasajeros y de cargas * 1500 a 1630 durmientes x Km * Para tramos de 12,19 / 34 / 34,6 / 40 / 45 / 60 y 73 metros

Figura 5.13

3) Vía en ramales de importancia con circulación de trenes de carga * 1400 a 1500 durmientes x Km * 18 durmientes x tramo de 12,19 metros * 1478 durmientes x Km

Figura 5.14


4) Vía en ramales de menos importancia con circulación de trenes de carga * 1300 a 1400 durmientes x Km * 17 durmientes x tramo de 12,19 metros * 1396 durmientes x Km

Figura 5.15

5.3.4. Escuadrado de durmientes

1. Aflojar los tirafondos (media vuelta), solamente del lado de la cabeza del durmiente a corregir, conservando sobre el extremo un tirafondo ligeramente ajustado, con el fin de que el durmiente no rebote luego de cada golpe de barreta.

2. Desguarnecer el balasto lateralmente, limitado a lo estrictamente necesario y solo para facilitar el desplazamiento del durmiente.

3. levantar mínimamente la vía con gatos. 4. Desplazar el durmiente, golpeando la cabeza con barretas lisas únicamente, no se

permite el uso de martillo de vía. 5. Reajustar el tirafondo. 6. Tapar con piedra limpia o depurada conformando el perfil transversal de la vía.

Figura 5.16


5.3.5. Reubicación de durmientes

1. Aflojar el tirafondo media vuelta. 2. Desplazar los durmientes hasta su posición original, de forma tal de mantener el mismo

paso que presentan los durmientes adyacentes en ese tramo de vía. 3. Proceder a calzarlos correctamente con pico pisón. 4. Tapar con piedra limpia o depurada conformando el perfil transversal de vía. 5. El desguarnecido debe ejecutarse lo mínimo indispensable, a efecto de facilitar el

escuadrado y desplazado de los durmientes.

Figura 5.17 – Escuadrar y desplazar durmientes

Figura 5.18 – Desguarnecido

Capítulo 6 Rieles


6.1. Características generales

Para el ferrocarril, el riel cumple simultáneamente las funciones de camino de rodadura, de elemento portante y de elemento de guiado. Este está sometido tanto a solicitaciones estáticas como dinámicas.

En ferrocarriles de carga se llega a 35 Tn/eje.

En líneas de alta velocidad, actualmente se alcanzan velocidades que superan los 300 Km/hs.

En función de la topografía a la que se emplazó el ferrocarril, este puede estar exigido y/o colocado en radios reducidos y sufren por lo tanto altas solicitaciones laterales por el empuje de las ruedas.

Para que un riel pueda soportar estas múltiples funciones en servicio, deben cumplir con las siguientes exigencias:

Alta resistencia al desgaste

Alta resistencia a la compresión

Alta resistencia a la fatiga

Alto límite elástico, una alta resistencia a la tracción y elevada dureza

Alta resistencia a la rotura

Poder ser soldado

Alto grado de pureza de los componentes

Buena calidad de la banda de rodadura

En función de lo expuesto el riel fue motivo de minuciosos estudios desde su origen de manera de ir evolucionando junto con el avance tecnológico a través de los años que experimento el ferrocarril.

El perfil de riel utilizado es el Vignole, que está constituido por tres partes, que son:

Figura 6.1


Hongo o cabeza, es la que se utiliza como superficie de rodamiento y esta expuesta a las mayores solicitaciones y sufre el desgaste. Debe tener un alto y ancho suficiente, dependiendo del calibre de cada riel.

Alma, es el elemento de espesor reducido que tiene la función de unir el hongo con el patín, asegurando la transmisión de las cargas desde el hongo al patín.

Patín, constituye la base del riel y su parte inferior es plana, lo que permite su apoyo a los durmientes y debe tener un ancho suficiente, con el fin de distribuir la carga sobre los durmientes.

La relación óptima entre la altura del riel y el ancho del patín es de: 1 a 1,2

El reparto de estas tres partes en el riel es de aproximadamente.

Hongo o cabeza – 40 %

Alma – 22 %

Patín – 38 %

Los rieles se fabrican de acero y a título informativo la composición química de sus componentes es:

Carbono – de 0,37 a 0,73 % - Con él aumenta la dureza y la resistencia al desgaste, pero también influye en la fragilidad.

Manganeso – de 0,86 a 1,74 % - Tiene influencia en la dureza, la resistencia al desgaste y a la tenacidad (no frágil), pero disminuye la soldabilidad.

Silicio – 0,30 % - Aumenta la dureza, la resistencia al desgaste y facilita la laminación del riel.

Azufre y Fósforo – menos de 0,05 % - No son deseables porque dan fragilidad, pero es muy costosa su eliminación.

Variando estos componentes y de acuerdo al proceso de fabricación utilizado se consiguen distintas calidades de rieles.

A través de las cargas y de la circulación de los trenes los rieles se desgastan en vertical y lateralmente por el contacto de la pestaña de las ruedas. El mayor desgaste lateral de los rieles se produce en el riel exterior de las curvas. En vía recta por deficiencias en la alineación y nivelación se dan los desgastes laterales.

Los desgastes de los rieles en las juntas dependen fundamentalmente del estado de éstas y del balasto.


Foto 6.1 – Desgaste en rieles Foto 6.2 – Desgaste en rieles

Foto 6.3 – Desgaste en juntas Foto 6.4 – Desgaste en juntas

6.2. Identificación de los rieles

Hay varias formas por las cuales los rieles son identificados por inscripciones permanentes que los fabricantes graban en el alma en relieve y en bajo relieve.

6.2.1. Marcas estampadas en alto relieve en el alma

Los aceros para rieles pueden ser sometidos a varios tratamientos especiales para incorporar calidades específicas que se ven identificados en alto relieve.

Los dos Organismos de Normalización son AREMA y UIC - UNE-EN 13674 - 2006, con características similares.

Solamente indicaremos la UNE-EN 13674 – 2006.

1. Identificación de la laminadora – ejemplo Acerlor.

2. Grado del acero o calidad según muestra en la tabla 6.1 - Marcas de la característica de la calidad del acero ejemplo Grado R320Cr (≡) aleación con 1 % de Cr.

3. Año de la fabricación, identificado por los dos últimos números – ejemplo 09.


4. Identificación de la sección o tipo de riel – ejemplo 54 E1.

5. Proceso de fabricación del acero – ejemplo M – Siemens Martin.

Los procesos de fabricación son:

T – Thomas

B – Bessemer ácido

M – Siemens Martin

F – Horno eléctrico

6.2.2. Las marcas estampadas en bajo relieve

1. Nº del colado a partir de la cual se ha fabricado el riel – ejemplo 35500.

2. La letra que identifica la posición del riel en el lingote (A).

3. Número que identifica la colada del lingote – 2.

Ejemplo: 35500 A 2, esta marcación se realiza una vez cada 5 m.

Nº colada + Lingote (Posición) = Colada del lingote.

Las letras y números se diseñan con inclinación de 10º y de 16 mm de alto.

Grado Rango de dureza

(HBW) Descripción Marcado en relieve

R200 200 a 240 Carbono – manganeso (C-Mn) Sin tratamientos térmicos

Sin marcado en relieve


-------


----

-------

R260Mn 260 a 300 Carbono – manganeso (C-Mn) Sin tratamientos térmicos

-------

-------

R320Cr 320 a 360 Aleación (1 %Cr)

Sin tratamientos térmicos

-------

-------

-------

R350HT 350 a 390 Carbono – manganeso (C-Mn) Con tratamientos térmicos

------

------- --------

R350LHT 350 a 390 Baja aleación, con tratamiento térmico

------

------- -------

------

Tabla 6.1 – Grados del acero


C Si Mn P máx.Sup. de

rodaduraCr Al máx. V máx. N máx. O H

R200 Líquido 0,40/0,60 0,15/0,58 0,70/1,20 0,035 0,008/0,035 0,15 máx 0,004 0,030 0,009 20 3,0

Sólido 0,38/0,62 0,13/0,60 0,65/1,25 0,040 0,008/0,040 0,15 máx 0,004 0,030 0,010 20 3,0

R220 Líquido 0,50/0,60 0,20/0,60 1,00/1,25 0,025 0,008/0,025 0,15 máx 0,004 0,030 0,008 20 3,0

Sólido 0,50/0,60 0,20/0,60 1,00/1,25 0,025 0,008/0,025 0,15 máx 0,004 0,030 0,008 20 3,0

R260 Líquido 0,62/0,80 0,15/0,58 0,70/1,20 0,025 0,008/0,025 0,15 máx 0,004 0,030 0,009 20 2,5

Sólido 0,60/0,82 0,13/0,60 0,65/1,25 0,030 0,008/0,030 0,15 máx 0,004 0,030 0,010 20 2,5

R260 Líquido 0,55/0,75 0,15/0,58 1,30/1,70 0,025 0,008/0,025 0,15 máx 0,004 0,030 0,009 20 2,5

Mn Sólido 0,53/0,77 0,13/0,60 1,25/1,75 0,030 0,008/0,030 0,15 máx 0,004 0,030 0,010 20 2,5

R320 Líquido 0,60/0,80 0,50/1,10 0,80/1,20 0,020 0,008/0,025 0,80/1,20 0,004 0,18 0,009 20 2,5

Cr Sólido 0,58/0,82 0,48/1,12 0,75/1,25 0,025 0,008/0,030 0,75/1,25 0,004 0,20 0,010 20 2,5

R350 Líquido 0,72/0,80 0,15/0,58 0,70/1,20 0,020 0,008/0,025 0,15 máx 0,004 0,030 0,009 20 2,5

HT Sólido 0,70/0,82 0,13/0,60 0,65/1,25 0,025 0,008/0,030 0,15 máx 0,004 0,030 0,010 20 2,5

R350 Líquido 0,72/0,80 0,15/0,58 0,70/1,20 0,020 0,008/0,025 0,30 máx 0,004 0,030 0,009 20 2,5

LHT Sólido 0,70/0,82 0,13/0,60 0,65/1,25 0,025 0,008/0,030 0,30 máx 0,004 0,030 0,010 20 2,5

9 320/360

9 350/390

9 350/390

12 220/260

10 260/300

10 260/300

770

880

880

1080

1175

1175

Grado de la

muestra de

acero

% Por masa Rm

mín.

Mpa

Alarg.

Mín.

A %

Eje

680 14 200/240

Tabla 6.2 – Composición química/Propiedades mecánicas

6.3. Tipos de rieles más utilizados en Argentina

Los rieles que podemos encontrar en los distintos ramales de nuestra red ferroviaria son:

Riel 85 Lbs 522 A (42,16 Kg/m)

Riel 85 Lbs BSR (42,16 Kg/m)

Riel 90 Lbs RA-A (44,65 Kg/m)

Riel 100 Lbs BSR (49,61 Kg/m)

Riel U36

Riel U50

Riel UIC 54


RIEL 85 LBS 522 a

(42,16 Kg/m)

Eje del Riel

Eje

Rie

l

Figura 6.2 – Perfil de Riel 85 Lbs. 522 A


SECCION DEL RIEL 85

LBS BSR (42,16 Kg/m)

Figura 6.3 – Perfil de Riel 85 Lbs. BSR


Riel de 90 lbs RA-A

(44,65 Kg/m)

Figura 6.4 – Perfil de Riel 90 Lbs. RA-A


RIEL 100 LBS BSR

(49,61 Kg/m)

Figura 6.5 – Perfil de Riel 100 Lbs. BSR


Figura 6.6 – Perfil de Riel U36

RIEL PERFIL U36

(50,632 Kg/m)


Figura 6.7 – Perfil de Riel U50 – 50 E6

RIEL PERFIL U50

(50,88 Kg/m)


Y

RIEL UIC 54

(54,43 Kg/m)

Figura 6.8 – Perfil de Riel UIC 54 E1


6.4. Terminología para la identificación de la dirección de la propagación de los defectos de rieles

Dirección longitudinal vertical: se desarrolla longitudinalmente a lo largo del perfil, en el plano vertical.

Dirección longitudinal horizontal: se desarrolla longitudinalmente a lo largo del perfil, en el plano horizontal.

Dirección transversal.

6.5. Identificación de los defectos de los rieles

6.5.1. Defectos internos

Estos defectos internos son visibles solamente después que llegan al hongo, alma o patín. Tales defectos progresan con el tráfico y aumentan su tamaño con mayor número de toneladas transportadas. La mayoría de los defectos internos solamente son detectados a través de ultrasonido.

Se dividen en:

Fisuras longitudinales horizontal (Foto 6.5)

Fisuras longitudinales vertical (Foto 6.6)

Fisuras transversales (Foto 6.7)

Burbuja, ampolla o vacío interno producto de la laminación (Foto 6.8)

Defectos internos en las soldaduras (Foto 6.9)

Solamente se citan, y se clasifican por su tamaño, que de acuerdo a su % o dimensiones se los clasifica en P pequeño – M medio – G grande, en función de esa clasificación se intervienen y se procede al reemplazo de los rieles afectados.

Foto 6.5 Foto 6.6 Foto 6.7

Foto 6.8 Foto 6.9


6.5.2. Defectos externos

Los defectos externos son aquellos visibles, permitiendo observar el acompañamiento de su degradación a lo largo del tiempo.

Algunos ejemplos son:

Aplastamiento simple (Foto 6.10)

Hundimiento local de la superficie de rodamiento (Foto 6.11)

Desgaste ondulatorio – Ondas largas (Foto 6.12)

Desgaste ondulatorio – Ondas cortas (Foto 6.13)

Picadura o escamado (Foto 6.14)

Marcas de Patinadas (Foto 6.15)

Descascarado (Foto 6.16)

Zurco (Foto 6.17)

Línea (Foto 6.18)

Foto 6.10 Foto 6.11 Foto 6.12 Foto 6.13 Foto 6.14 Foto 6.15



6.5.3. Defectos superficiales por tráfico muy pesado

Algunos ejemplos son:

Head-Checks (Foto 6.19 / 6.20): Fisuras capilares de pequeñas dimensiones y se presentan transversalmente en el hongo, próximas al canto de rodadura (lado trocha).

Cracking (Foto 6.21): Fisuras en la superficie del riel.

Head-Checking (Foto 6.22): Son figuraciones en el canto de rodadura.

Flaking (Foto 6.23): Perdida leve de material en la banda de rodadura.

Spalling (Foto 6.24): Rajaduras en la banda de rodadura.

Shelling (Foto 6.25): Desprendimiento del canto de rodadura, pérdida de material, iniciada por la fatiga superficial.

Foto 6.19 – Head check leve Foto 6.20 – Head check severo


Foto 6.21 – Cracking Foto 6.22 – Head Checking Foto 6.23 – Flaking

Foto 6.24 – Spalling Foto 6.25 – Shelling


6.6. Traslado de rieles

La longitud de laminación de rieles fue evolucionando con el tiempo y se llegan hasta más de 100 m, longitudes que se deben transportar desde las laminadoras hasta la zona de obras en tren y en chatas especiales para este tipo de transporte.

Las medidas estándar conocidas en NCA son:

9,15 m - 30’

10,05 m -33’

12,19 m - 40’

15 m

18 m – se los soldaban eléctricamente a 36 m en el Taller de Vía y Obras La Plata o Los Naranjos

18 m – se soldaban eléctricamente en barras de 288 m en el Taller de Vía y Obras La Plata o Los Naranjos para mandar en tren a las obras de renovación con RLS.

En la carga y descarga de rieles se debe tener especial cuidado para no defórmalos y/o torcerlos, golpearlos originando deformaciones permanentes que luego presentan desalineaciones cuando son colocados en la vía.

Los rieles que se descargan para renovación y/o recambio deben ser colocados paralelos a la vía lo más cerca posible sin invadir gálibo y siempre apoyados sobre el patín y sobre tacos de durmientes, nunca acostados porque se deforman.

Cuando es necesario enderezar un riel se usa una prensa a tornillo denominada diablo o Santiago que con un calentamiento de aproximadamente 200ºC se restituye la alineación del riel.

6.7. Distribución de agujeros

Cada tipo de riel tiene una distribución de agujeros en sus extremos y un diámetro a respetar, esto tiene relación directa con la distribución de los aguajeros de la eclisa. Para lograr que esta distribución sea lo más precisa posible se debe utilizar plantilla para la ejecución de los agujeros, estas pueden ser de ½ plantilla (solamente contempla un sector de los extremos), o enteriza, cuando se realizan simultáneamente todos los agujero y luego se corta el riel para formar una junta nueva.

El incorrecto agujereado de rieles nos perjudica en lograr la luz correcta en las juntas y podemos correr el riego de roturas de bulones y desempalmes por esta causa y además tener luces en ciertas juntas que no sean las reales lo que comúnmente llamamos luz falsa.

Siempre se deben usar las plantillas, se diseñaron de dos tipos:

Las de chapas galvanizadas que marcan los extremos con el uso de un punto que se marca mediante golpe de martillo

Las de planchuelas con la incorporación de un buje cementado equivalente al diámetro de la mecha a usar y que sujeta con grampas se agujerea sirviendo de guía los bujes. Son más


precisas que las de chapa galvanizada porque no existe el error del montaje de la máquina agujereadora de rieles.

Las plantillas enterizas que también tiene los bujes que guían a la mecha y se fijan al riel mediante grampas o prensas de ajuste rápido y se realizan la totalidad de los agujeros, luego se corta el riel y de esta forma se realiza una junta nueva.

Esta última plantilla denominada enteriza, se usa cuando trabajamos en rieles.

Consisten en despunte, inversión, corrida y reemplazo de rieles, soldadura continua (aluminotermica), para luego a una longitud determinada abrir una junta nueva, en las obras de mejoramiento intensivo de vía que se realizan en NCA o en trabajos puntuales con rieles.

Riel 1er agujero 2do agujero 3er agujero

4 agujeros en 85 Lbs BSR 57 ± 1 mm 2 ¼” 114 ± 0,5 mm 4 ½” - -

6 agujeros en 85 Lbs BSR 57 ± 1 mm 2 ¼” 114 ± 0,5 mm 4 ½” 114 ± 0,5 mm 4 ½”

4 agujeros en 85 Lbs 522A 57 mm 2 ¼” 114 mm 4 ½” - -

6 agujeros en 85 Lbs 522A 57 mm 2 ¼” 114 mm 4 ½” 114 mm 4 ½”

4 agujeros en 100 Lbs 76 mm 3” 152 mm 6” - -

4 agujeros en 100 Lbs 57 mm 2 ¼” 114 mm 4 ½” - -

6 agujeros en 100 Lbs 76 mm 3” 152 mm 6” 152 mm 6”

6 agujeros en 100 Lbs 57 mm 2 ¼” 114 mm 4 ½” 114 mm 4 ½”

4 agujeros en UIC 54 E1 61 mm - 170 mm - - -

6 agujeros en UIC 54 E1 61 mm - 170 mm - 170 mm -

Tabla 6.3 – Ubicación de los agujeros en los distintos rieles

6.8. Desgaste de rieles

Se define como el límite de desgaste en función del área consumida del hongo del riel, tanto en vertical como en lateral, este está en el orden de los 25 a 30 % de su sección.

Para los límites de desgaste también pueden ser determinados a través de analizar el modulo resistente del hongo, considerando los aspectos de carga por eje, volumen transportado, densidad de durmientes que posee la vía y la velocidad del corredor.

Como desgaste vertical máximo, se considera que en vía principal la pestaña más alta no toque y/o desgaste las eclisas de las juntas. Está en el orden de los 8 a 10 mm según el perfil del riel.

La vida útil del riel es determinada básicamente por el límite de desgaste que ha experimentado a través del cálculo de su módulo resistente mínimo en función de su perfil, a su vez el desgaste del riel se da en función de la carga y clase de vía. Por lo tanto la vida útil del riel será variable conforme a las condiciones de tráfico y clase de vía a la cual el riel estará sujeto a sus características o perfil.


Es importante tener presente estos conceptos, cuando se procede a la inversión de rieles con desgaste laterales muy importantes que estarían al límite de su condenación, sea por ancho del hongo medido con calibre a 14 mm por debajo de la rodadura y/o con ángulos próximos a 30º.

Además del análisis referente a capacidad de soporte del riel en cuanto al tráfico ferroviario, la clasificación de los rieles para reemplazo debe atender las siguientes condiciones.

Verificar la existencia de fisuras, defectos superficiales, defectos identificados por ultrasonido, desgaste en ambos laterales del hongo (es decir que ya fue invertido), desgastes laterales y horizontales que superan los límites permitidos.

Verificar el perfil ante corrosión, principalmente en el patín del riel.

Rieles que presenten fisuras, fracturas, defectos superficiales (patinadas) que no posibiliten su corrección mediante esmerilado.

Los defectos geométricos afectan e incrementan el desgaste de los rieles y estos son:

1. Alineación

2. Nivelación longitudinal

3. Nivelación transversal, alabeo

4. Variaciones brusca de la trocha

5. Inclinación deficiente del entalle

Todos estos defectos deben ser corregidos y estar dentro de los límites fijados para cada clase de vía y/o velocidad de circulación.

En curvas el riel exterior es el que más se desgasta, agravándose aún más en curvas de radios reducidos entre 250 a 500 m.

Para evitar desgaste en curvas se debe tener presente los siguientes parámetros:

Correcto sobreancho con variación correcta en transición y constante en el sector de curva circular.

Alineación en transición y curva circular lo más correcta posible y tratar siempre cuando se realizan estas correcciones locales con equipos de mecanización pesada que logran este objetivo o calcular la curva por el método de la flechas y proceder al ripado o alineación.

Peralte inadecuado o brusco alabeo en transición y curva circular.

Desgaste vertical del hongo del riel

Es el desgaste natural de la superficie o banda de rodamiento del riel como consecuencia de las toneladas brutas transportadas provocando una disminución en la altura vertical del hongo y aplastamiento.

Desgaste lateral del hongo del riel

Es el desgaste que se origina por el contacto de la pestaña en la parte lateral del hongo. Este desgaste es más característico en curva pero también se da en recta cuando las condiciones geométricas no responden a valores admisibles y por la inscripción de los bogíes del material rodante.


Este desgaste sigue y copia el contacto de la pestaña con el riel en un ángulo equivalente a la pestaña. Este ángulo se va incrementando y al llegar a 30º se convierte en un desgaste peligroso tanto en sectores de curva como en recta, llegando a producir descarrilamiento por esta causa.

El ritmo de desgaste del hongo es muy variable y difícil de precisar, sin embargo es muy importante para un ferrocarril lograr de maximizar la vida útil del riel, adoptando un sistema de control para poder pronosticar y actuar de inmediato.

El desgaste del riel puede evaluarse en tres aspectos a saber:

Resistencia del riel, afecta la actitud del riel para soportar la máxima carga por eje a la velocidad (desgaste del hongo y deformaciones plásticas que produce aplastamientos y rebabas)

Seguridad, afecta el paso seguro de los trenes (fatiga y grado del desgaste lateral del hongo)

Medio ambiente, tiene un efecto negativo ante las bajas temperaturas porque el acero se fragiliza y pude producirse roturas importantes.


Figura 6.9 – Lugares donde se desgastan los rieles

Foto 6.26 – Medición con calibre de ángulo

Capítulo 7 Fijaciones


7.1. Clasificación de las fijaciones

Designamos con el nombre de fijaciones a los elementos empleados para sujetar los rieles a los durmientes.

a. Por la naturaleza del durmiente

de Madera / de Hormigón / de Acero


b. Modo de efectuar la fijación

Elásticas / Rígidas

Foto 7.4 – Fijación elástica Foto 7.5 – Fijación rígida

c. Tipo de apoyo

Sin silletas / Con silletas

Foto 7.6 – Apoyo sin silletas Foto 7.7 – Apoyo con silletas


Las fijaciones rígidas en durmientes de madera sin silletas, las más conocidas son:

Clavo gancho

Tirafondos

Foto 7.8 – Tirafondos Foto 7.9 – Clavo gancho

Las fijaciones elásticas en durmientes de madera sin silletas, las más conocidas son:

Clavo elástico simple vástago

Clavo elástico doble vástago

Clip tipo RN con tirafondo

Clip tipo Nabla con tirafondo

Clip Gauge-lock de Pandrol con tirafondo

Foto 7.10 – Clavo elástico simple vástago Foto 7.11 – Clavo elástico doble vástago

Foto 7.12 – Foto 7.13 – Foto 7.14 –

Clavo tipo RN con tirafondo Clavo tipo Nabla con tirafondo Clip Gauge-Lock con tirafondo


Las fijaciones rígidas en durmientes de madera con silletas, las más conocidas son:

El clavo

El tirafondo

Foto 7.15 – Clavo con silletas

Foto 7.16 – Tirafondo con silletas

Las fijaciones elásticas en durmientes de madera con silletas, las más conocidas son:

Clip RN con tirafondo o bulón

Clip Nabla con tirafondo o bulón

Clip Pandrol tipo e

Foto 7.17 – Clip Pandrol tipo e


Fijaciones elásticas en durmientes de hormigón

Clip de Pandrol tipo Fastclip

Clip e de Pandrol

Clip Deenik

Clip Vossloh con inserto para tirafondo tipo SKL

Foto 7.18 – Clip Pandrol tipo Fastclip Foto 7.19 – Clip Pandrol tipo e

Foto 7.20 – Clip Deenik

Foto 7.21 – Clip Vossloh con inserto para tirafondo tipo SKL


Fijaciones elásticas en durmientes de acero

Clip Deenik

Clip Pandrol tipo e

Clip Pandrol tipo Fastclip

Foto 7.22 – Clip Deenik

Foto 7.23 – Clip tipo e


Aprobado por:

IMPORTANTE:

El proveedor entregará una muestra de la pieza o dispositivo para su control

dimensional, prueba de montaje, ensayos y análisis que correspondan, la cual, una

vez aprobada por NCA S.A. , le permitirá continuar con la fabricación.

Aprobado por:

SILLETA PARA PUENTECON FIJACION CLIP PANDROL GAUGE LOCK

PARA RIEL 100 lbs BSR

D-00167

MA

RC

AR

BA

JO

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Plano 7.1 – Silleta para Puente

IMPORTANTE:

El proveedor entregará una muestra de la pieza o dispositivo para su control

dimensional, prueba de montaje, ensayos y análisis que correspondan, la cual, una

vez aprobada por NCA S.A. , le permitirá continuar con la fabricación.

SILLETA PARA PASO A NIVEL

(8 agujeros)RIEL DE CORRIDA 100 LBS

RIELES PROTECTORES DE 100 LBS BSR

D-00178

Aprobado por: ............................ING. HECTOR SRUR

Plano 7.2 – Silleta para Paso a Nivel


Plano 7.3 – Tirafondos para vía, tipo y utilización


Plano 7.4 – NTVO 11 Anexo 1


7.2. Distribución y ubicación de los tirafondos

Figura 7.1 – Distribución y ubicación de los tirafondos

7.3. Clip Pandrol

Las principales características:

1. Fija el riel al durmiente con todas las ventajas de una fijación elástica, es decir, continua sujetando el riel cuando flexiona bajo el paso del material rodante

2. Mantiene en forma eficaz la trocha

3. Se fija con un solo tirafondo

4. Frente de retención o apoyo longitudinal del clip en el patín es de 100 mm y resiste la posibilidad de deformación de la madera (alabeo)

5. Los esfuerzos laterales son soportados por el tirafondo y el vástago con lo cual se consigue un afianzamiento lateral doble

6. Es eficaz para contrarrestar los esfuerzos longitudinales a los cuales está sometido los rieles.

Ventajas económicas:

1. Es la manera más económica para transformar de un sistema rígido en otro elástico

2. Se monta fácilmente

3. Se puede usar sin silletas en durmientes de quebracho colorado y blanco, solamente es necesario un entalle de simple inclinación

4. Se puede colocar esta fijación en durmientes que estén montados con otras fijaciones si se posee apoyo o área suficiente para permitir el agujereado para el vástago y el tirafondo

5. No necesita mantenimiento

6. Es un clip reutilizable si se lo saca con cuidado y no se lo deforma


Foto 7.24 – Montaje del Clip Gauge-Lock – Traviesas de Madera Dura

Foto 7.25 – Montaje del Clip Gauge-Lock – Traviesas de Madera Blanda

Capítulo 8 La Junta y sus Componentes



La eclisa tiene como función unir los extremos de dos rieles consecutivos, de forma que sus ejes longitudinales coincidan y su posición quede inmovilizada tanto en el plano horizontal como vertical.

La junta es el punto más débil de la vía, por esa razón merece una atención especial.

En el montaje de la eclisa se debe verificar la correcta alineación del hongo y la nivelación de la superficie de rodamiento, no siendo admisible desniveles verticales ni horizontales.

La zona de contacto del riel con la eclisa y la propia eclisa deberán ser limpiados con cepillo de acero para eliminar cualquier residuos que puedan dificultar el perfecto ajuste del conjunto.

El apretado de los bulones deberá seguir el siguiente orden, tanto en montaje manual como en el montaje mecanizado:

Ajustar primeramente los bulones del centro de la eclisas

Seguidamente ajustar los bulones intermedios

Por último, ajustar los bulones de los extremos

Las juntas recién montadas, en el transcurso de la primera semana, los bulones tienden a aflojarse, es necesario una inspección para verificar las condiciones de ajuste de los bulones y de ser necesario proceder a un reajuste de los mismos.

La eclisas que se usan en la actualidad son las tipo barras y se proyectan para que el par (eclisa montada) aporte prácticamente el mismo momento resistente del riel.

El largo de las eclisas tiene relación con la cantidad de bulones, se usan de 4 y 6 agujeros. Cuando más larga es, mejor comportamiento tiene.

Las eclisas a ser ajustadas no deben tocar el alma del riel, si esto ocurre el conjunto ha perdido tiraje y no duraran los bulones ajustados. Todos los diseños de las eclisas tipo barra poseen en la parte exterior un reborde superior y otro inferior en todo el largo del perfil laminado que sirve para que el bulón cabeza cuadrada no gire y se pueda apretar sin dificultad

Foto 8.1 – Eclisa tipo ángulo Foto 8.2 – Eclisa tipo barra


Plano 8.1 – Eclisa tipo barra de 4 agujeros con separación de 114 mm (100 lbs. BSR)


Plano 8.2 – Eclisa tipo barra de 6 agujeros con separación de 114 mm (100 lbs. BSR)


Plano 8.3 – Eclisa tipo barra de 4 y 6 agujeros (85 lbs. BSR)


Plano 8.4 – Eclisa tipo barra de 4 y 6 agujeros (85 lbs. 522a)


Plano 8.5 – Eclisa tipo 1 de 4 agujeros (UIC 54)


Plano 8.6 – Eclisa tipo 1 de 6 agujeros (UIC 54)


Plano 8.7 – Eclisa tipo barra de 4 y 6 agujeros (U 36/U50)


8.2. Tratamiento de junta

Para poder proceder a corregir los defectos presentados por una junta en malas condiciones es necesario hacer previamente un análisis de las causas del defecto. Si esto no se hace, se corre el riesgo de adoptar medidas que pueden resultar perjudiciales.

En la vía, la falta de adecuadas intervenciones origina:

1. El riel fuera de línea y/o nivel en las juntas debido muy raras veces a defectos de fabricación (asimetría uno con respecto al otro).

2. Juntas flojas, las eclisas tocan el alma del riel, por el desgaste excesivo de las partes en contacto.

3. Extremos de rieles doblados o vencidos hacia abajo (se atribuye a juntas vencidas, desgaste de las mismas o ambas causas).

4. Aplastamiento del hongo del riel (deformación de los extremos a causa del golpe o martilleo ante la circulación del material rodante). Este defecto es la deformación real de los extremos de los rieles.

5. Fisuras en los enlaces de hongo y/o patín con el alma y en los agujeros del riel.

6. Defectos de nivelación, solapaduras y/o golpes entre los durmientes y el balasto.

Foto 8.3 Foto 8.4

Su adecuado cuidado en cambio provoca:

1. Aumento de la vida útil de los materiales constitutivos de la junta, espaciando los trabajos de intervención.

2. Confiere mejor confort y seguridad a la circulación.

3. Reduce los costos de conservación.

4. Reduce los daños de material rodante.

Los métodos para tratar los problemas relativos a la junta son los siguientes:

Suplementos ahusados en la parte superior de la eclisa (compensar desgaste).

Flejes colocados en la parte inferior (compensar desgaste).


Eclisas rematrizadas y/o reacondicionadas.

Esmerilar las juntas.

Relleno de los extremos de rieles con aporte de soldadura eléctrica.

Invertir posición de la eclisa cuando el desgaste no es significante, en vía doble.

Despunte de los extremos, corrimiento del riel, soldadura y abrir una junta nueva en un lugar sin desgaste

El trabajo de suplementar consiste en llenar los vacíos producidos por el desgaste con suplementos de chapas y no para forzar al riel hacia arriba.

El suplemento debe elegirse midiendo previamente con sonda el desgaste, en la cabeza del riel y las eclisas, idéntico procedimiento para el patín y cuidando de no colocar una chapa demasiado gruesa porque puede producir rotura en la zona de eclisaje, fundamentalmente a la altura del 2º agujero. Si se coloca un fleje inferior deberá reducirse el espesor de suplemento superior.

Estos suplementos corrigen separadamente los extremos de los rieles de una misma junta. Son fabricados en chapa acodada de acero variando el espesor progresivamente en toda su longitud, correspondiendo siempre la parte más gruesa al centro de la eclisa. Se colocan en la parte superior de la eclisa.

Un juego de suplemento comprende de 4 piezas – 2 mano derecha y 2 mano izquierda (simétricas).

Para compensar el desgaste se necesitan un juego completo, en caso de desgaste diferente se usan suplementos de diferentes espesores.

Los suplementos inferiores o flejes lisos se suministran en tres espesores, 1,59 mm – 2,38 mm – 3,18 mm.

Estos suplementos no se están usando, solamente los citamos la Norma Técnica Nº 18 – Tratamiento de juntas donde se define el procedimiento de mediciones a ejecutar en cada junta.

8.3. Exámenes y trabajos a realizar en las juntas

1. Limpieza, de los extremos de los rieles y de las eclisas.

2. Deben ser marcados, o reemplazados si es preciso:

Los rieles que presentan anomalías en sus extremos (cortes con soplete, agujeros ovalados y/o fuera de posición).

Los rieles que presentan fisuras longitudinales, verticales u horizontales en el alma o en la unión entre alma y hongo y entre alma y patín.

Los rieles que tienen fisuras alrededor de los agujeros.

Se controlan también el estado de los bulones, arandelas elásticas, eclisas y zona de contacto riel-eclisa, como así también el aspecto del conjunto de la junta, en perfil longitudinal y transversal a fin de localizar los rieles vencidos en los extremos y proceder a su cambio si es preciso.


3. Eliminación de rebabas, en los extremos del hongo, como así también los sobrantes de metal que existan en la zona de eclisaje (riel y/o eclisa), deben ser eliminados.

4. Reemplazo de material – compensación de desgaste – permutación de eclisas, las eclisas fisuradas, los bulones con rosca desgastadas, las arandelas rotas o vencidas se deben reemplazar.

5. Engrase, la zona de contacto entre riel y eclisa, el alma de los rieles y la cara interna de la eclisas no son engrasadas, al igual que los bulones.

6. Armado de la junta, teniendo cuidado que el contacto con el riel sea el correcto. No olvidar que se comienza con el apretado de los bulones centrales para luego continuar con los otros y con el ajuste moderado. Los bulones deben colocarse en forma alternada.

7. Proceder a un reajuste de los bulones algunos días después.

8. Pintar todo el conjunto con pintura asfáltica para una mejor protección de los componentes metálicos y evitar que se aflojen las tuercas.

8.4. Bulones para vías

Los bulones son tornillos de cuerpo cilíndricos con un fileteado o rosca en su parte extrema y de cabezas de muy variadas formas, que sirven para asegurar las eclisas a los rieles.

Se tiende a dar a la cabeza de los bulones un diseño cuadrado o cuadrangular, y algunos con cara superior en forma de diamante. Antiguamente cada tipo de eclisaje tenía un formato especial.

La Norma IRAM-FA L 70-06 – Junio del 84 – BULONES PARA VÍA, define las exigencias técnicas que deben reunir los bulones de vía en su material, tolerancias de fabricación y requisitos para su aprobación.

No solamente se usan los bulones para las juntas sino también para otros usos tales como componente de aparatos de vías (corazones ensamblados, contraríeles, ½ juegos armados) que tienen diferentes longitudes y se encuentran identificados con su correspondiente NUM

Para eclisar un riel de 85 Lbs. 522ª con eclisa tipo barra se debe usar el bulón de cabeza cuadrada cuello cilíndrico de 22,2 mm y longitud 127 mm.

Para eclisar un riel de 100 Lbs. BSR con eclisa tipo barra y/o ala en conservación usamos el bulón de cabeza cuadrada cuello cilíndrico de 25,4 x 133 mm.

Para eclisar un riel de 100 Lbs. BSR con eclisa tipo barra de 6 agujeros cuando se realizan juntas nuevas en las obras de M.I. agujereamos con mecha de 28 mm y usamos el bulón de 22,2 x 127 mm.

Para eclisar riel 50 E6 y 54 E1 con eclisas originales tipo barra usamos el bulón cabeza diamante de 20 x 132 mm.


Plano 8.8 – Bulón 22.2

Plano 8.9 – Bulón 25.4


8.5. Arandelas

La vibración de los rieles durante el paso de los trenes hace que las tuercas de los bulones se aflojen y se destornillen por sí mismas. Para salvar este inconveniente se incorpora la arandela.

Hay dos tipos de arandelas las planas y las elásticas tipo grower simple y dobles.

Se encuentran normalizadas mediante Norma IRAM-FA L 70-18 – Noviembre de 1972 – ARANDELA ELASTICA PARA BULONES DE VÍA.

Plano 8.10 – Arandela elástica


8.6. Luces y/o calas de dilatación en juntas eclisadas

Definición de luz o cala:

Las juntas eclisadas deben permitir que el riel se dilate y se contraiga libremente en función de la variación de temperatura.

Es recomendable que la eclisa montada trabaje correctamente y que periódicamente se proceda a su lubricación.

El conjunto – eclisa – riel y bulones, se disponen en función de una determinada luz máxima que se logra de acuerdo al diseño.

Para el cálculo de la luz, se procede de la siguiente manera:

r – diámetro del agujero del riel

e – diámetro del agujero de la eclisa

d – diámetro del bulón

a – distancia entre los ejes de los agujeros centrales de la eclisa

b – distancia entre el extremo del riel y el eje del 1º agujero

s – Luz o cala máxima

En la figura se definen los dos casos extremos

Figura 8.1


Se produce contacto entre los dos rieles. Para que bulón pueda entrar en el agujero del riel y de la eclisa se debe cumplir la siguiente:

2b – a ≤ e + r – 2d

Si los rieles no están en contacto y llamamos “s” a la separación entre los extremos de rieles, debe mantenerse la siguiente condición:

a – 2b ≤ e + r – 2d – s

El valor máximo de luz o cala se define mediante la siguiente formula.

s = r + e + a – 2(d + b) (1)

Ejemplo:

Riel U 50 – U 36 – 50E6 – eclisa tipo barra de 4 o 6 agujeros

r = 23 mm – diámetro del agujero del riel

e = 28 mm – diámetro del agujero de la eclisa

d = 20 mm – diámetro del bulón

a = 130 mm – distancia entre los ejes de los dos agujeros centrales de la eclisa

b = 60 mm – distancia entre el extremos del riel y eje del 1ª agujero

Aplicando la formula (1) tenemos:

s = 23 + 28 + 130 – 2(20 + 60) = 21 mm – Luz máxima

Para recordar la formula (1), lo haremos de la siguiente forma:

Øag Riel + Øag Eclisa + (Dist. entre aguj. centrales) – 2(Øbulon + (Dist. eje de 1ª aguj. al ext. Riel))

= Luz máxima

Capítulo 9 Las Anclas



El ancla es un elemento que tiene la finalidad de impedir el corrimiento de los rieles, por efecto de la circulación del material rodante.

Las anclas se colocan arrimadas a los durmientes para que los rieles transmitan las fuerzas que producen a causa de su corrimiento directamente a los durmientes, cuyo objetivo es tratar de sujetar el riel al durmiente cuando las fijaciones no logran hacerlo y permitiendo al balasto efectuar la sujeción del durmiente.

Las anclas deben colocarse contra los durmientes buenos y sanos, después que el riel haya sido debidamente fijado a los durmientes, correctamente espaciados y escuadrados. No deben colocarse en los durmientes de juntas y contrajuntas, dado que estos durmientes tienen su propio trabajos y no deben ser sobrecargados con anclas porque pueden descuadrase y producir una torcedura corta y peligrosa.

La distribución se realiza en función de la resistencia que debe resistir la vía y todas los planos de distribución están en función de una cantidad estimada mínima pero esta puede variar si la vía esta en pendiente, zona de frenado, próximos a puntos fijos o soporta corrida de largos trenes tal es el caso de NCA.

Si las anclas muestran tendencia de empujar a los durmientes y amontonar el balasto desplazando al balasto, nos está indicando que no hay una cantidad suficiente de anclas distribuidas en el tramo de vía.

También se colocan para verificar el corrimiento estacas testigos una cada 100 o 200 m, en zona de frenado, aceleración y en proximidades de pasos a niveles y en fuertes pendientes. Ver anexo 1 de la Norma Técnica VO Nº 12 – Anclas de doble cierre – colocación, extracción y distribución.

Existen distintos tipos de anclas, las tipo Fair o V, las tipo T y las de doble cierre o tipo U, todas son usadas y de buen resultado cuando se posee patines de rieles con poco desgaste.

Las Anclas tipo V y T cuando el riel posee patines con desgaste, pierden su efectividad y se aflojan con las vibraciones que produce la circulación del material rodante. Para superar este efecto se colocan suplementos de chapas de distintos espesores en función de desgaste del patín y da resultados satisfactorios.

Las anclas tipo U o doble cierre tienen un agarre superior a las V y T y se comportan muy bien ante desgaste de patines.

Las anclas tipo U si no poseen un buen tratamiento del acero (muy frágiles) pueden quebrarse en la colocación o en servicio.

Estas anclas se construyen mediante una planchuela de acero especial para elástico de 50 mm ancho y 15 mm de espesor, curvada en forma de U con sus dos encastres o muescas que contienen al patín del riel.


Anclas Fair modelo V - colocación

Figura 9.1 – Colocación de ancla

Anclas tipo U de doble cierre lateral - colocación

1. realizar un leve desguarnecido debajo del riel

2. Sostener el ancla con la mano en la posición en la posición indicada en la figura, y la mordaza de la herramienta se ubica en uno de los brazos del ancla (a) que se encuentra apoyada en el patín del riel

3. Accionar la herramienta de arriba hacia debajo de forma tal que el otro brazo (b) del ancla suba al patín del riel

Figura 9.3 – Herramienta para colocación y extracción

Figura 9.2 – Colocación de ancla

4. Asegurar la buena ubicación del ancla contra el durmiente mediante algunos golpes de martillos

Figura 9.4 – Ancla tipo U


Figura 9.5 – Norma Técnica V.O. Nº12 Anexo


Plano 9.1 – Plano G.V.O. 3232


Plano 9.2 – Plano G.V.O. 3233


Plano 9.3 – Ancla de vía tipo “U” (85 lbs. 522a)


Plano 9.4 – Ancla de vía tipo “U” (100 lbs. BSR)


Plano 9.5 – Ancla de vía tipo “U” (U36 y U50)

Capítulo 10 Obras de Arte


10.1. Introducción

Al construirse los terraplenes estos atraviesan arroyos, ríos, pequeños canales de riegos, etc. y con el objeto de no interrumpir los cauces, se construyen obras que permiten el paso del agua a través del terraplén estas son de distintas magnitudes según el cauce que debe atravesar.

10.2. Alcantarillas – tramos metálicos menores de 5 m

Con tramos metálicos con luces variables desde 1 m hasta 5 m, son de tablero superior y consta de dos vigas armadas tipo doble T debidamente arriostradas.

Foto 10.1


10.3. Alcantarillas tipo cajón – son de hormigón armado

Pueden ser de sección cuadrada y rectangular y de uno o más cuerpos y con sus correspondientes muros de alas.

Foto 10.2

10.4. Alcantarillas tipo tubos o caños

Pueden ser de caños de hormigón, caños tipo Arco, de hierros, tipos PVC, barrilones y planchado y/o rodillados etc. Pueden ser de varios caños o múltiples.

Foto 10.3


10.5. Alcantarillas tipo bóvedas de mamposterías

Foto 10.4

10.6. Puentes de estructuras metálicas

Se denomina puente cuando la luz supera los 5 m

Lo podemos clasificar

De tablero abierto

De tablero cerrado

Foto 10.5 – Puente de tablero cerrado Foto 10.6 – Puente de tablero abierto


De vía

Superior

Intermedia

Inferior

Foto 10.7 – Puente de vía superior

Foto 10.8 – Puente de vía intermedia

Foto 10.9 – Puente de vía inferior


Los puentes de tablero abierto y vía superior, están conformados por dos vigas principales armadas con chapas y perfiles tipo ángulos mediante remaches, las cuales se vinculan entres si mediante arrostramientos tipo verticales y horizontales inferiores. Por lo general las luces máximas están en el orden de los 12 m de longitud total del tramo.

Lo podemos encontrarlo solos y o en grupos formando viaductos, tal es el caso del Río Tala

Foto 10.10 – Puente sobre el Río Tala


10.7. Planos de alcantarillas usadas en la actualidad

Plano 10.1 – Alcantarilla Prefabricada Módulos Tipo Pórtico


Plano 10.4 – Estribo para puente ferroviario

Capítulo 11 Causas y Efectos del Deterioro de la Vía



El progresivo aumento del tonelaje por eje y la velocidad de los trenes ha impuesto nuevas exigencias para la circulación actual y ha puesto en evidencia el importante papel que desempeña la vía cuando se pretende alcanzar las metas y objetivos de conseguir más toneladas transportadas a velocidades competitivas para satisfacer las necesidades operativas.

Para poder sustentar el criterio de la necesidad de la conservación de la vía y mejorar las condiciones de estabilidad de la misma, es necesario realizar una evaluación más precisa de la relación entre los defectos de la vía y los movimientos perturbadores que estas provocan en el tren rodante bajo formas de oscilaciones anormales.

La amplitud de estas oscilaciones que parten desde las suspensiones elásticas del material rodante agravadas por los defectos geométricos de la vía se potencia aún más con el incremento de la velocidad.

Esto nos da la pauta de la importancia de la conservación de la vía, que deben realizarse en función de las velocidades establecidas orientada en los parámetros geométricos

11.2. Naturaleza de los movimientos – Movimientos anormales de los vehículos

Si el esfuerzo de tracción aplicado al gancho sería el único esfuerzo sobre la vía, ésta estaría sujeta a un solo movimiento principal, la proyección del centro de gravedad del vehículo recorrerá una línea paralela al eje de la vía.

Sin embargo se generan otros esfuerzos entre el material rodante y las condiciones de la vía, estos esfuerzos anormales los clasificaremos de la siguiente manera.

Estos movimientos son por efecto de rotación y traslación

Figura 11.1


a) Por efecto de rotación – COMPORTAMIENTO DEL VEHICULO CON RESPECTO A LA VIA

1. Alrededor del eje horizontal longitudinal – GX – BALANCEO

2. Alrededor del eje horizontal transversal – GY – CABECEO

3. Alrededor del eje vertical GZ - LAZO

Balanceo, es el movimiento de la parte superior del vehículo alrededor de un eje paralelo a la vía. Estos son producidos por defectos aislados nivelación transversal (alabeo) y tienen una influencia nefasta en la alineación de la vía produciendo desgaste anormal del riel.

Figura 11.2 – Balanceo

Cabeceo, es el movimiento de la parte superior del vehículo alrededor de un eje horizontal perpendicular al riel. Todo vehículo adquiere este movimiento cuando el primer eje encuentra un defecto de perfil del riel (juntas bajas y pendientes bruscas).

Figura 11.3 – Cabeceo

Lazo, es el movimiento del vehículo completo alrededor de un eje vertical perpendicular al eje de la vía. Es el más importante desde el punto de vista de la estabilidad y resultan de los movimientos de pivoteo y de traslación. Estas oscilaciones provienen de la necesidad de admitir un juego entre las pestañas de las ruedas y las líneas directrices de la vía, aún en recta para facilitar el rodamiento. El juego permite a los vehículos oscilar de derecha a izquierda y viceversa bajo la influencia de las características del trazado (recta, curvas, transiciones, peralte, etc.).

Este fenómeno se produce sin choque mientras la fuerza transversal F no sea lo suficientemente grande para provocar el deslizamiento transversal de la rueda sobre el riel.

Figura 11.4 – Lazo


b) Por efecto de traslación – SON PROVOCADOS POR LA TRACCIÓN

4. Según el eje longitudinal GX - VAIVEN

5. Según el eje transversal GZ – SERPENTEO

6. Según el eje vertical GY – SACUDIDAS

Vaivén, es el movimiento del vehículo completo paralelo a los rieles en sentido longitudinal.

Figura 11.5 – Vaivén

Serpenteo, es el movimiento del vehículo perpendicular a los rieles.

Figura 11.6 – Serpenteo

Sacudidas, es el movimiento de la parte superior del vehículo en el sentido vertical.

Figura 11.7 – Sacudidas

Todos los movimientos anormales de los vehículos son combinaciones de estos seis movimientos.

Las locomotoras tienen una influencia especial en estos movimientos anormales por la razón de las fuerzas perturbadoras que producen todos los órganos en movimiento debido a la fuerza de traslación que generan y aún deben sumarse a las generadas por la vía.

Para los vehículos remolcados tiene una importancia secundaria la formación de movimientos parásitos y es la condición de la vía la causa exclusiva de ellos.

Es decir que un vehículo remolcado que recorre una vía perfectamente nivelada y alineada a una velocidad constante no sufriría movimientos perturbadores. Esto en la práctica no se consigue debido que siempre tenemos irregularidades en la vía. Sin embargo la regularidad del trazado, la perfección en el armado, la buena calidad del balasto, el perfecto asentamiento de los durmientes y la regularidad en la nivelación longitudinal y transversal, sistemáticos


mantenimiento reducen enormemente las oscilaciones anormales y se consigue la suavidad en la marcha de los vehículos.

11.3. Causas del deterioro de la vía

11.3.1. Los esfuerzos soportados por la vía

La vía constituye un conjunto que no obstante tiene que ser resistente y también debe ser elástica.

Si la vía fuese un conjunto armado completamente indeformable el resultado sería una serie de reacciones muy violentas al paso de los trenes.

No obstante ésta debe ser lo suficientemente resistente como para no adquirir deformaciones permanentes al paso de las cargas móviles que frecuentemente son de valores elevados.

La vía como está concebida debe servir, al mismo tiempo, como soporte de las cargas y guía de los trenes. Pero en realidad no puede realizar ambas funciones a la vez. El hecho que debe existir un espacio entre pestaña de la rueda y el riel obliga a tener un juego que si bien reduce la fricción este aumenta los movimientos laterales y/o transversales.

También en función de la conservación de la vía, se tendrá irregularidades de nivel y línea, que afectara la inercia de la parte no suspendida de los vehículos con modificaciones de las reacciones normales de la vía. En cuanto a la parte suspendida de los vehículos, en especial las de las locomotoras, estas oscilan incrementando los movimientos de traslación y rotación alrededor de sus ejes longitudinales, transversales y verticales e inician otros esfuerzos que serán transmitidos por las suspensiones elásticas a las ruedas y de estas a la vía.

En cualquier vía los movimientos de los vehículos pueden adquirir cierta amplitud y la vía debe ser suficientemente resistente para no sufrir sensibles deformaciones por efectos de los esfuerzos resultantes.

11.3.2. Los esfuerzos normales a la vía o esfuerzos verticales

Las locomotoras tienen un peso estático de alrededor de 20 toneladas por eje y es frecuente que el mal ajuste de los resortes de suspensión distribuya los pesos en forma desiguales aumentando unos y reduciendo otros.

Estos pesos afectan considerablemente el efecto de los movimientos de lazo, balanceo, etc. como así también las trepidaciones de la parte no suspendida del vehículo, causadas por las irregularidades de la vía.

Otro defecto en el material rodante, son las posaduras de las llantas que producen un martilleo constante sobre el riel.

Estos esfuerzos verticales normalmente son resistidos por los rieles sin inconveniente, con el espaciado de durmientes (densidad por kilómetro), pero pueden resistir mejor si aumentamos esa densidad principalmente en el sector de juntas.


Los durmientes (con densidades para pesos por eje de 20 Tn/eje), los esfuerzos que deben resistir son generalmente reducidos considerándolos sobre su dimensión transversal y lo pueden resistir sin inconveniente durante un tiempo prolongado sin problemas.

Por lo tanto la parte más sensible a estos esfuerzos es el balasto. La resistencia requerida se obtiene mediante un buen apisonado debajo del durmiente. Y debe poseer una buena granulometría y ser de piedra que reúna todas las condiciones a los ensayos al desgaste y calidad.

11.3.3. Esfuerzos longitudinales

Los frenajes y las aceleraciones producen esfuerzos longitudinales que tienden a desplazar y/o producir corrimiento de los rieles, afectando la posición original de los rieles. Esto ocurre en donde los trenes deben parar y arrancar nuevamente, sectores de andenes de estaciones, fuertes pendientes.

Otro desplazamiento longitudinal de los rieles es el que producen el choque o golpeteo de las ruedas sobre las juntas.

O las deformaciones elásticas de los rieles que produce una especie de ondulación.

Otro factor es el térmico, tanto en elevadas temperaturas como en bajas temperaturas.

11.3.4. Esfuerzos transversales

Se observan generalmente en las curvas por efecto de la fuerza centrífuga o del peralte. A estas causas se suman los efectos de las oscilaciones de los vehículos, o sea los movimientos de lazo y de balanceo, que en mayor o menor grado son inevitables.

Estos esfuerzos cuando son importantes tienden a forzar los rieles hacia el exterior de la curva, forzando las fijaciones.

Las presiones excesivas sobre el balasto y los movimientos laterales de los durmientes tienden a forzar los elementos constitutivos de la vía produciendo cambios en la nivelación y alineación.

Para que la vía pueda soportar los esfuerzos transversales sin inconveniente es necesario:

Fijar bien los rieles a los durmientes.

Que el riel tenga una superficie de patín lo suficientemente grande para repartir los esfuerzos, si esto no se consigue debemos incorporar silletas.

Obtener una buena adherencia del durmiente al balasto y balasto de buena calidad de aristas vivas que puedan incrustarse en la superficie inferior de los durmientes.

Que el juego de la pestaña al riel sea el mínimo posible siempre respetando la correcta trocha.

Que la vía no pierda la posición, es decir la alineación y nivelación original del proyecto, variación de la curvatura y de peralte.

Una excelente alineación.


En la curva circular mantener un peralte constante.

Si bien tenemos en cuenta todo el detalle citado, en curvas de radios reducidos, se presentan desgastes laterales del riel exterior y para evitarlo es conveniente engrasar manualmente o con dispositivos montados para tal fin.

11.3.5. Otras causas del deterioro de la vía

a) Defectos del subsuelo – la naturaleza del subsuelo (plano de formación) influye de una manera muy importante para la estabilidad de la vía para evitar deformaciones de la plataforma. Si la plataforma es arcillosa la vía no es estable, los alabeos se producirán con frecuencia y se necesitan más intervenciones de nivelación y alineación de la vía.

b) Agentes atmosféricos – Con temperaturas extremadamente bajas en vías con juntas las luces con máxima abertura corren el riegos de cortar los bulones y generar desempalmes y producir deformaciones en los extremos de los rieles. En vías con RLS los esfuerzos de tracción que se origina con las bajas temperaturas pueden llegar a producir roturas en soldaduras o en falla internas de los rieles, generando un desempalme muy importante con el consiguiente riesgo de descarrilos.

Con los grandes calores el juego de las juntas se elimina y entramos en los que denominamos esfuerzos de compresión y podemos llegar a tener deformaciones por el efecto de pandeo de los rieles.

En zonas húmedas los durmientes de madera se deterioran más rápidamente, fundamentalmente en la zona de fijaciones y asiento del riel al durmiente.

Con las precipitaciones, es necesario tener buenos desagües para evitar daños pluviales por efecto de la erosión. En plataformas arcillosas podemos tener problemas de deformaciones del plano de formación con las consecuencias de desniveles y alabeos en la vía.

c) Diversas causas – cuevas de animales que por efecto de las lluvias pueden producirse hundimientos. Generalmente lo encontramos en vías con balasto de tierra y lo combatimos con sulfuro.

Zonas mallinosas en zona de vías que pueden afectar a la plataforma, solucionando fuera del perfil con zanjas laterales rellenando con piedra y/o residuo de molienda de cantera y de esta manera evitamos que avance las grietas internas.

11.4. Naturaleza de las sacudidas y sus causas

Las sacudidas que afectan a los vehículos y que son imputables a la vía, la podemos diferenciar en sacudidas verticales y sacudidas laterales.

a) Sacudidas verticales: Son las producidas por la discontinuidad de la rodadura en las juntas y rieles y las partes altas y bajas.

Falta de estabilidad de los durmientes, especialmente en las juntas lo que producen bajos o hundimientos al paso del tren.


El desgaste de la junta en la parte vertical por deformación de los extremos de los rieles y de las eclisas.

Desgaste de los rieles generado por la diferencia de altura en ambos extremos no compensados en el eclisaje.

Falta de estabilidad lateral en obras de artes y en los pasos a nivel.

Cambios de pendientes y/o rampas demasiado bruscas por la falta de curva de enlace vertical.

b) Sacudidas laterales: Son múltiples las causas y esta son las más representativas:

Por riel deformado o torcido, produciendo falta de paralelismo entre las dos filas de rieles, también puede ser causada por una diferencia de trocha.

Por una ligera torcedura de vía o desalineación.

Por desniveles longitudinales y transversales que constituye un alabeo, apareciendo durmientes bailarines en la fila de unos de los rieles.

Por durmientes en lo cual se produjo un aflojamiento en los asientos de los rieles. Este defecto produce un movimiento de lazo. Para solucionar este defecto en necesario realizar un levante de vía discontinuo de aproximadamente 2 a 3 cm en adyacencias de puntos considerados buenos.

Diferencia brusca de la trocha, en sectores donde se enlazan vías con ligera diferencia de trochas

c) Sacudidas en curvas: Son las mismas que se producen en vía recta con el agregado de:

Por un trazado incorrecto de la curva, principalmente en las curvas de transición. En la curva circular se debe tener flechas lo más constante posible para asegurar la correcta alineación.

Por el peralte irregular

d) Sacudidas en aparatos de vía: En los cambios se pueden generar sacudidas laterales, si no son cuidadosamente mantenidos.

Defectos de trazado.

Deficiencia en alineación.

Deficiencia en la nivelación.

Desgaste de las silletas donde apoya el talón de aguja que no permite la nivelación de la aguja con el riel intercalario.

Si no se respetan las cotas de protección en el corazón.

Intercalarios curvos fuera de alineación por no respetar las abscisas y ordenadas.

Capítulo 12 Principios de la Conservación de Vía



En el capítulo 11 se definieron las causas del deterioro de la vía, lo que implica que debemos programar trabajos de mantenimiento con el objetivo de asegurar la circulación de los trenes en condiciones de seguridad y confort, por otro lado evitar esfuerzos excesivos sobre la vía, o una fatiga excesiva de sus elementos constitutivos, que conduciría a una degradación exageradamente rápida e irreversible. Este segundo objetivo (evitar esfuerzos excesivos sobre la vía), implica la búsqueda de un óptimo económico que está basado en el tráfico que debe soportar la vía y de su edad.

Los trabajos de mantenimiento comprenden:

Trabajos de conservación propiamente dichos, cuya responsabilidad corresponde normalmente a la cuadrillas de vía.

Trabajos especiales, son aquellos que se alejan de los trabajos normales de las cuadrillas de vía:

Remplazo importantes de rieles

Renovación de durmientes

Depurado y aporte de balasto

Saneamiento de plataformas

Remplazo de ADV

Mejoramiento intensivo de vía

Renovación de vía

Los trabajos especiales consisten en intervenciones que superan a la conservación y son generalmente realizados por contratistas que aplican técnicas orientadas a mejorar los rendimientos y abaratar precios.

También pueden encararse con cuadrillas propias equipadas convenientemente y fijarles los objetivos de producción y de competencia.

Los trabajos de conservación de vía representan un monto importante del presupuesto de una administración ferroviaria, tanto en gastos de mano de obra y de materiales por lo que debe encararse con un espíritu de economía y conducir a ejecutar los trabajos estrictamente indispensables, en función de la clasificación de la vía, teniendo presente el tonelaje transportado y la velocidad.

El reemplazo de materiales en la conservación, debe quedar limitado a la sustitución de lo realmente indispensable, para una mejora del confort y de la seguridad.

El empleo óptimo de la mano de obra, no buscar precisión injustificada que significa siempre un derroche de recursos humanos.

La programación nos ordena y nos da mejor aprovechamiento de los jornales disponibles.


La conservación metódica se debe cumplir con las siguientes etapas:

Prospección: de la vía principal, de playas y ADV.

Programación: confección del cuaderno de estudio, programa calendario y pedido de materiales.

Ejecución: de las tareas programadas que surgieron de las prospección.

Control: de la ejecución de las tareas, calidad, rendimiento de los trabajos y análisis de los avances y consumo de jornales en función del programa.

12.2. Principios de conservación – Ciclos

Al principio, para remediar los deterioros de las vías, las cuadrillas quedaban satisfechas con intervenir en los puntos defectuosos. Este método de reparaciones parciales llamado de “Puntada a Tiempo” conducía a frecuentes desplazamientos del personal y de las herramientas, que era la causa de numerosas pérdidas de tiempo. Esta manera de operar era por ende muy costosa en mano de obra, por otro lado el confort y la seguridad dejaban sectores que se intervenía solo cuando se constataba un punto defectuoso.

Para permitir una organización más racional de la conservación de la vía desde el punto de vista de la seguridad (intervenciones preventivas y no curativas) y una mejor utilización del personal (mejora de los rendimientos y reducción de pérdidas de tiempo), la conservación de las vías está ahora basada sobre programas fijados con anticipación, siendo aún más algunas operaciones cíclicas. La confección de los programas debe ser realizado vigilando de no encarar una operación más sino cuando el efecto de la correspondiente intervención precedente haya sido finalizada. Este procedimiento es llamado Conservación Metódica.

La Conservación Metódica presenta las siguientes ventajas:

Mayor facilidad para organizar el trabajo de las cuadrillas y en particular la distribución del material.

Posibilidad de seguir el rendimiento de las cuadrillas.

Economía de tiempo.

Homogeneidad de la calidad de la vía.

Mejora de la seguridad y del confort.

La conservación metódica está basada en dos clases de operaciones:

La Revisión Integral, operación cíclica y sistemática.

Los trabajos Fuera de Revisión Integral, que por el contrario están basados sobre todo en el estado real de las vías y pueden ser cíclicas y no cíclicas.

La confección de los programas correspondientes a estas dos clases de operaciones se debe tener en cuenta que el envejecimiento del material se produce mucho más lentamente que el deterioro de las características geométricas de la vía.


12.3. Clasificación de las líneas desde el punto de vista de su conservación.

Norma Técnicas V.O. Nº1 – Estructura balastado y conservación en la vía, clasificación de las líneas en grupos para la conservación y las renovaciones

Norma Técnica V.O. Nº5 – Organización de la conservación de vías.

Clase Líneas que abarca

1 Líneas de los grupos 1 a 6 incluida

2 Líneas de los grupos 7, 8 y 9 con tráfico de pasajeros con velocidades de

90 Km/h (º) por lo menos para los trenes y 100 Km/h para los coches motores

3 Líneas de los grupos 7,8 y 9 con tráfico de pasajeros con velocidades

menores a 90 Km/h y 100 Km/h para los coches de pasajeros

4 Líneas de los grupos 7, 8 y 9 con tráfico de carga únicamente

(º) Estos entornos de velocidades se aplican a las circulaciones ordinarias,

excluyendo toda circulación privilegiada

Tabla 12.1 – Clasificación de las líneas ferroviarias

El Jefe de Departamento puede a determinadas líneas de tráfico preponderante de carga y tráfico de pasajeros de velocidad moderada, a determinadas vías de enlace, desvíos, etc., o determinadas líneas de tráfico de carga únicamente clasificarlas en una clase de conservación inferior a la correspondiente a su grupo UIC.

12.4. Observaciones generales

Los trabajos de conservación de vía deben ser realizados con espíritu de economía. Es necesario evitar todo gasto inútil de mano de obra y materiales; o ciertos errores que pueden ser particularmente costosos, como ser:

Los trabajos para lograr una precisión mayor no exigida por las tolerancias.

Las intervenciones cuya frecuencia demasiado próxima, no está justificada por el estado de la vía

Las operaciones necesarias no ejecutadas demasiado tarde.

El ajuste excesivo de los tirafondos durante las operaciones de su colocación o de su ajuste

En la mayoría de los casos, resulta un envejecimiento prematuro que es necesario evitar a toda costa.

Una buena aplicación de los principios expuesto en el presente capitulo es indispensable para asegurar un mantenimiento a la vez racional y económico.

Los trabajos de mantenimiento deben ser conducidos de manera de asegurar la permanente seguridad de la circulación. Todas las precauciones deben ser tomadas para no disminuir


peligrosamente la solides y la estabilidad de la vía; a este efecto las prescripciones de la Instrucción General y la Noticia Técnica deben ser estrictamente aplicadas.

a) Los trabajos de mantenimiento sobre rieles de largo normal se reparten en 2 categorías – Vía clásica, rieles hasta 72 metros.

Primera categoría: No desconsolidan la vía.

Esta categoría comprende los trabajos que no modifican la estabilidad de la vía. Están autorizados todo el año, sin limitación de la velocidad, siempre con restricciones eventuales para ciertos trabajos que no pueden efectuarse cuando las luces están anuladas sobre cierta longitud de la vía.

Los trabajos de esta categoría son los siguientes:

Mantenimiento de los componentes de las juntas (eclisas + bulones)

Regulación de la luz de la junta.

Control, ajuste, revisión y consolidación de las fijaciones.

Reparación de entalles (azuelado de madera sobrante y/o elevada).

Rectificación de la inclinación del entalle y trocha (excluido reentalle continuo).

Desencastramiento de las silletas

Todos los trabajos que conciernen a los rieles (remplazo durante el mantenimiento, amolado, eliminación de rebabas, relleno de los extremos de los rieles, soldaduras de rieles).

Segunda categoría: Trabajos que afectan la estabilidad de la vía.

Esta categoría comprende todos los trabajos que disminuyen momentáneamente la estabilidad de la vía. No pueden ser ejecutados sin reparar las condiciones definidas en los artículos que se detallan, se trata de operaciones tales como:

Remplazo de durmientes.

Todas las otras operaciones de revisión del material que requieran el destape aún parcial o el levante de la vía

Nivelación y alineación.

b) Las operaciones relativas a las fijaciones deben conducirse de manera de no desmontar jamás 2 cabezas de durmientes consecutivos.

Cuando razones debidamente justificadas conduzcan a derogar estas reglas precedentes, el trabajo no podrá ser ejecutado hasta haber asegurado su protección reglamentaria.

c) Los trabajos de segunda categoría imponen además, tomar las precauciones siguientes:


ELLOS NO DEBEN SER EJECUTADOS SI LA TEMPERATURA DEL RIEL ES SUSCEPTIBLE DE EXCEDER LOS 45ºC DURANTE LA JORNADA, POR LO QUE ES RECOMENDABLE, EVITAR PROGRMAR TRABAJOS DURANTE PERIODO DE DICIEMBRE A FINES DE FEBRERO (1)

No se podrá derogar esta regla más que en caso de urgencia y bajo la protección de una limitación de velocidad a 30 Km/h que debe ser mantenida hasta después que el trabajo este ejecutado y restablecidos los perfiles normales de balasto y la temperatura del riel haya descendido a menos de 40ºC (2).

(1) Puede hacerse excepciones para los trabajos de apisonado – alineación mecánica ejecutados simultáneamente por equipos de mecanización pesada. En este caso el suplemento de balasto eventualmente necesario deberá disponerse antes del apisonado; la reconstrucción del perfil deberá efectuarse enseguida después del apisonado.

Los Jefes de Distrito pueden reducir este período teniendo en cuenta las condiciones climáticas locales (zonas montañosas por ejemplo).

(2) Además, sobre las líneas donde la velocidad de los trenes es por lo menos 90 Km/h una INSPECCION debe efectuarse en las horas cálidas de la jornada cuando la temperatura del riel llega a pasa los 45ºC hasta que la estabilización se haya logrado por el paso de 20.000 Tn sin ser menor a los 4 días.

SI DURANTE LA EJECUCION DE TRABAJOS DE SEGUNDA CATEGORIA SE CONSIDERA QUE LA TEMPERATURA DEL RIEL PUEDE SOBREPASAR DURANTE LA JORNADA LOS 45ºC, ESTOS TRABAJOS DEBEN SER INMEDIATAMENTE INTERRUMPIDOS Y LA VIA REBALASTADA sobre toda la longitud del sector en el menor lapso posible (En el caso de alineación solamente, todos los extremos de los durmientes deben ser rellenados y apisonado).

UNA INSPECCION PERMANENTE debe ejecutarse hasta el momento en que las 3 condiciones siguientes se cumplen:

La vía haya sido asentada al menos por el paso de un tren

La vía haya sido rebalastada.

La temperatura del riel haya descendido y sea inferior a 40ºC

Si antes que las condiciones a) y b) se hayan cumplido la temperatura del riel sobrepasa los 50ºC, UNA LIMITACION DE VELOCIDAD A 30 KM/H DEBE IMPLANTARSE hasta que la temperatura del riel disminuya y sea inferior a 40ºC (1)

Por otra parte sobre líneas donde la velocidad de los trenes es por lo menos de 90 Km/h debe efectuarse INSPECCION en las horas cálidas de la jornada cuando la temperatura del riel llega a superar los 45ºC hasta que se logre la estabilización de la vía por lo menos por el pasaje de 20.000 Tn sin sobrepasar 4 días.

d) Medidas diversas

Todo durmiente desguarnecido de balasto, aunque solo sea parcialmente debe ser rebalastado el mismo día.

En ningún caso, el lugar de trabajo debe ser abandonado al fin de la jornada sin que todos los durmientes hayan sido completamente re-balastado; todos los trabajos deben organizarse sobre tal premisa. Siempre que se trabaje con levante en vías construidas por rieles normales


se admite que la vía todavía no levantada quede desguarnecida durante la noche, entre 2 días laborales, sobre una longitud máxima de 100 m.

Las limitaciones de velocidad que pueden ser impuestas por trabajos que sobrepasan los límites fijados en los capítulos que siguen pueden ser evitadas si el trabajo puede dividirse en fases distintas respeto a cada una de las prescripciones indicadas. Una nueva fase no podrá ser encarada hasta después que el capataz no se haya asegurado que la vía afectada por la fase precedente ha logrado un asiento y un apoyo satisfactorio.

e) Perfil de balasto – N.T.V.O Nº2 – Perfiles transversales tipo de vías principales balastadas con piedra o material similar y de las sendas.

Es necesario cuidar que los perfiles definidos por la Norma Técnica Nº 2 se respeten siempre y a este efecto conviene que cada vez que aparezcan insuficiencias en ciertas zonas por causas diversas (depresión,….) deba procederse sin tardanza a ejecutar los complementos necesarios.

f) Las observaciones precedentes no corresponden a las vías con rieles largos soldados. Para los cuales debe procederse según la Norma Técnica Nº 9. – Colocación, vigilancia y conservación de los rieles largos soldados.

Capítulo 13 Nivelación de Vía


13.1. Procedimientos manuales de nivelación de vía

Podemos distinguir tres tipos de nivelación de vía:

Nivelación continua de vía con levante de los puntos altos

Nivelación discontinua de vía sin levante de los puntos altos

Nivelación de juntas – continuas – discontinuas

13.1.1. Con pico pisón

Localizar puntos altos (PA) o puntos buenos (PB)

El capataz a cargo de los trabajos debe inclinarse (rodilla a tierra) sobre el riel directriz o de referencia, unos metros atrás del punto bueno y buscar a ojo el próximo punto alto siguiente sobre una distancia de 30 a 50 m, con la ayuda de un operario y de acuerdo a sus indicaciones, para facilitar la búsqueda del punto alto bueno se va marcando con una barreta.

El punto recomienza a 4 o 5 m del último emplazamiento marcado para lograr tener una mayor precisión en la localización del punto bueno o alto.

Desguarnecer, con pala punta corazón. Pico “hoja de laurel” o punta de pico pisón, las cajas a ambos lados de los durmientes a apisonar sobre los 30 cm a ambos lados del eje del riel y sin llegar al extremo de la cabeza de los mismos.

Colocar gatos frente a frente, del lado exterior de la vía y bajo las dos filas de rieles, cada 8 durmientes, dejando como máximo siete cajas entre ambos durmientes.

Medir los defectos de nivelación longitudinal, ya sea nivelación continua o discontinua.

Una vez levantado el riel directriz, se debe proceder a levantar con gato el otro riel y rieles levantados deben quedar perfectamente nivelados transversalmente con regla y nivel o regla de trocha y peralte tipo Geismar o similar.

13.1.2. Nivelación continua y/o discontinua

Colocar una niveleta negra, en el punto alto anterior, con respecto al sentido de marcha de los trabajos

El capataz debe ubicar en el punto alto posterior (punto bueno), una niveleta roja.

Colocar una tercera niveleta blanca, entre los dos puntos altos, en cada uno de los emplazamientos de los gatos, ubicados cada 7 o 8 durmientes.

Levantar el riel directriz en correspondencia a la niveleta blanca intermedia hasta que la línea de referencia entre las tres niveletas determinen un mismo plano. Luego levantar el riel opuesto al directriz y nivelar transversalmente con regla de trocha y peralte.

Detener el apisonado unos 5 m antes de la niveleta roja y blanca


13.1.3. Apisonado de durmientes con vibradores mecánicos individuales (tipos Jackson o Cobra)

Seguir los mismos pasos que con pico pisón, en lo que respecta a la identificación de los puntos altos (PA) y la determinación de la altura de levante de vía a dar.

No es necesario proceder al desguarnecido de la vía

Reemplazar el pico pisón por los vibradores manuales – ver instrucciones.

13.1.4. Nivelación por el sistema de levante calibrado

Los resultados que permiten obtener tanto en calidad como en rendimiento hacen sin duda alguna del levante calibrado, uno de los mejores procedimientos de nivelación manual.

Es un levante que se realiza con pedregullo o piedra de 1 a 2 cm y consiste en lo siguiente:

Determinación de los defectos de nivelación (nivelación y estabilidad).

Levantamiento de la vía en principio a una altura uniforme.

Aporte de la piedra fina debajo del durmiente, la cantidad de pedregullo a colocar es calculada y medida para que después de su colocación, la vía se eleve al nivel deseado.

De esta manera el levante se realiza con material diferente y puede ligarse perfectamente.

Lo fino de este material pedregullo unido a la precisión que se ha adquirido en la determinación de los defectos de nivelación y de estabilidad, procuran una calidad de nivelación que durante mucho tiempo ningún otro procedimiento ha podido alcanzar.

El levante calibrado ofrece las siguientes ventajas:

1. El apoyo o asiento beneficioso con el aporte de materiales enteramente nuevo

2. El aporte de material nuevo sobre los “puntos buenos” puede adaptarse, para obtener:

Nivelación con aporte de una cantidad suficiente de material nuevo(pedregullo) para regenerar la parte superior de los apoyos.

Nivelación discontinua estudiada (con disminución para asegurar una buena relación de las zonas tratadas y de aquellos que no estaban).

La flexibilidad del procedimiento ha permitido su utilización para nivelaciones muy particulares, tales como el levante de las juntas de vía y de aparatos de vía.

13.1.5. Condiciones de aplicación

El método de nivelación de las vías llamado “levante calibrado” ha venido a sustituir a la nivelación con pico pisón, empleándose la pala de levante calibrado en lugar del pico pisón.

Para la aplicación de este procedimiento se necesita tener una infraestructura estable y buen asiento de los durmientes.


No debe aplicarse en:

1. En las renovaciones de vía, con limpieza profunda del balasto.

2. Cuando se reemplazan gran cantidad de durmientes.

3. En rectificaciones de alineación con desplazamientos verticales que superen 30 mm.

4. Cuando se deben realizar cambios muy importantes en el peralte.

13.1.6. Ejecución del levante calibrado

1. Medir, determinación de la altura del levante a efectuar en cada durmiente bajo los dos rieles de la vía; medición de los defectos de estabilidad y nivelación.

2. Destapar la vía, para facilitar el aporte e introducción del material debajo del durmiente.

3. Efectuar el levante calibrado propiamente dicho.

4. Tapar con balasto del destape de vía realizado.

5. Rectificar el alineado y perfilado.

La manera detallada de realizar este tipo de trabajo, con instrucciones técnicas, no serán incluidos en este Manual de Vía por que se ha dejado de aplicar y fue reemplazado por los equipos mecanizados.

13.2. Nivelación continua de vía

La nivelación es continua cuando las mediciones son ejecutadas con apisonado sistemático sobre los puntos altos o buenos.

Cuando la nivelación se efectúa con niveletas, se debe suplementar con un taco o regla escalonada sobre el punto alto anterior (niveleta roja).

En la iniciación de los trabajos se suplementan los dos puntos altos o buenos por única vez.

La longitud aconsejable entre las niveletas colocadas en los puntos altos es de 30 a 50 m.

Figura 13.1

Sentido de progresión del trabajo

Suplemento o taco

P.A. = P.B. Posterior

P.A. Anterior

P.A. = Punto Alto P.B. = Punto Bueno


13.3. Nivelación discontinua de vía

La nivelación es denominada discontinua, cuando las medidas son ejecutadas sin apisonado ni levante de los puntos altos. Las zonas a tratar por este medio, deben estar estrictamente limitadas a las partes de vía donde aparece como necesario este tipo de intervención.

Figura 13.2

13.4. Apisonado de durmientes

Apisonar primero de un lado del riel en forma cruzada y después invertir el apisonado, cambiando la posición de operación.

Figura 13.3 Figura 13.4

Apisonar partiendo del riel, sobre 40 cm a ambos lados.

Figura 13.5

Sentido de progresión del trabajo

P.B. Posterior

P.A. Anterior


13.5. Utilización del pico pisón

1. Con la punta del pico pisón, abrir a lo largo de cada durmiente, sobre toda la superficie a apisonar, una zanja de algunos centímetro de profundidad.

Figura 13.6

2. Siempre con la punta del pico pisón introducir y empujar el balasto bajo el durmiente.

Figura 13.7

3. Agregar balasto nuevo y apisonarlo con la cabeza del pico pisón.

Figura 13.8

4. Concluir el trabajo:

Bajar la vía sobre el relleno y retirar los gatos.

Verificar que el durmiente está bien apisonado, golpeándolo con un bastón de bola.

Tapar y perfilar con el uso de la horquilla, echando fuera de la plataforma los elementos demasiado grandes y los desperdicios.

Respetar el perfil transversal del balasto.

Completar con balasto de ser necesario.


13.6. Medidas de seguridad

1. Altura máxima de levante sin limitación de velocidad es ≤ 50 mm.

2. El desguarnecimiento debe ser lo estrictamente necesario y no debe alcanzar a las banquinas y será limitado a ≤ 30 m.

3. No se desguarnecerá a la vía para realizar este tipo de tarea cuando la temperatura del riel es susceptible a sobrepasar los 45ºC en el curso de la jornada.

13.7. Vibradores mecánicos individuales livianos

Este método de apisonada consiste en levantar la vía por medio de gatos e introducir el balasto bajo los durmientes por vibración, sin desguarnecimiento previo.

Puede ser empleado en:

Para nivelaciones normales de mantenimiento

Para realizar nivelaciones parciales localizadas (aparatos de dilatación, P a N, entrada y salida de puentes, etc.)

Para nivelación de los aparatos de vía

excepcionalmente, para las nivelaciones de consolidación después de trabajos importantes (renovación de balasto, saneamiento, etc.)

Se utilizan varios tipos, el más conocido y difundido es el tipo Jackson que está constituido por:

Motor eléctrico que produce vibraciones por medio de un excéntrico sobre el árbol del rotor

Una lámina de apisonado con dos placas de refuerzo y una puntera o uña especial remachada

Una empuñadura

Un grupo electrógeno, móvil que se desplaza sobre una carretilla y/o sobre una zorra plataforma. Alimenta de energía eléctrica a los motores de los vibradores manuales

Cables aislados de 12 m de longitud que es el enlace entre grupo electrógeno y vibrador


Procedimiento

Se deben seguir los mismos procedimientos descriptos para la nivelación continua y discontinua ya citados.

Insertar la cuchilla de manera tal que se encuentre próxima al riel y en posición vertical contra el durmiente.

Figura 13.9

Inclinar la empuñadura hacia abajo para introducir la cuchilla bajo el durmiente.

Figura 13.10

Repetir este movimiento de vaivén hasta completar el apisonado.

No es necesario apoyarse sobre el vibrador.

Los espacios entre durmientes deben tener suficiente balasto para que la piedra partida alimenten a las cuchillas del vibrador y sean llevadas por vibración a su posición definitiva, sin que sea necesario retirar completamente la herramienta.

Capítulo 14 Alineación de Vía


14.1. Métodos de alineación

La alineación de vía es la operación que consiste en corregir los defectos y/o irregularidades del trazado, en planimetría de la vía, permitiendo reducir la fatiga del material de vía y rodante, mejorando el confort del pasajero.

14.1.1. En curvas, vía estaqueada

Estacas cada 10 m. Se aplica la Norma Técnica Nº 4 – Rectificación del trazado de las curvas por el método de la flecha.

La alineación consiste en ubicar la fila del riel más cercano a las estacas (punto de referencia), a una distancia determinada de la misma, para luego dar al riel directriz (por lo general el exterior) entre dos referencias (cuerda de 20 m) la flechas definitivas de la libreta de la curva que fuera calculada por la Oficina Técnica en función de los lineamientos citados en la norma.

14.1.2. En curvas, vía no estaqueada

El método a usar es el de la Norma Técnica Nº 7 – Alineación de vía – Anexo 1 – II.

Figura 14.1

14.1.3. En rectas, vía estaqueada

Estacas cada 50 m, se opera como en vía curva, pero la flecha será nula entre estacas.

14.1.4. En rectas, vía no estaqueada

La alineación consiste en respetar los puntos fijos, dando al riel una flecha nula, midiendo la misma con un hilo de nylon de 50 m tendido a lo largo de una fila directriz y con la ayuda soportes de extremidad y soporte molinete.


14.1.5. Herramental necesario

Para vía no estaqueadas que es el caso de nuestra red, las existentes ya no son confiables.

1 – Soporte de extremo

1 – Soporte con molinete

1 – soporte intermedio

55 a 60 m de nylon de 0,5 mm

3 o 4 gatos de ripado o 7 o 9 barretas lisas

Horquilla para pequeños retiros de balasto

Cinta métrica de 25 m

Tiza

14.1.6. Alineación en rectas, vía no estaqueada

Se debe definir los dos puntos buenos de alineación para poder ubicar los soportes con molinetes y soporte extremo puntos A y B distanciados a 50 m.

Los puntos buenos son aquellos que no se encuentran en correspondencia con las partes de vía más deformada y próximos eje rectificado.

Ya definido los puntos A y B, se alinea la vía hasta los próximos 25 o 30 m punto C. Se lleva luego el origen del hilo al punto C (nueva posición) y se lo tiende hasta otro punto D a 50 m diste 25 m de punto B.

Se alinea la vía hasta más o menos enfrente del punto B que resulta desplazado, este punto será el origen del nuevo tendido del hilo, procedimiento que seguirá repitiéndose de la misma manera.

Es necesario cuidar que el extremo del hilo situado adelante en el sentido de la alineación, no se encuentre frente a una irregularidad de la vía visible al ojo.

Figura 14.2

50 m30 m

5 m25 m - 1° sector a alinear

A B C

Primera Etapa

50 m25 m

1° sector ya alineado

A C

Segunda Etapa25 m

A1

2° sector a alinear

Riel directriz

Riel directriz


14.1.7. Ejecución de la alineación

Este trabajo puede ser hecho con gatos o con barretas. La alineación con barreta exige mayor cantidad de agentes, sobre todo cuando la vía esta armada con material pesado. Con gatos de alinear se reduce la necesidad de personal y con cuadrillas de 5 agentes se puede realizar esta tarea.

14.1.8. Verificación de la alineación

La tolerancia medida y/o admitida en los puntos de referencia cada cuatro metros o cada 6 o 7 durmientes después de realizado el ripado correspondiente debe ser ± 2 mm para velocidades que no superen los 120 km/hs.

14.1.9. Soportes usados en la alineación de vía

Los soportes usados para alinear vía, tiene por finalidad permitir el tendido del hilo de nylon cumpliendo las siguientes condiciones:

Permitir un tendido tenso, por intermedio de una fijación satisfactoria con el soporte de extremo y el ajuste que se opera con el soporte a molinete.

Permitir colocar el hilo de nylon a 100 mm del riel, mediante el accionamiento de la perilla superior (1) lo que permite una lectura más cómoda de las flechas.

Por medio de la perilla inferior (2) se permite un ajuste perfecto al patín del riel. Con suplemento (3) se puede ajustar a distinto tipo de riel para conseguir los 100 mm.

Permite trabajar con los soportes colocados bajo tráfico.

Figura 14.3 – Regla para medir flechas


14.1.10. Regla para medir flecha

Figura 14.4 – Soportes usados en la alineación de las vías

Anverso – Mide la flecha en el punto medio de la cuerda. Los soportes desplazan a 100 mm el cero de la regla y es coincidente con la alineación recta. En vía curva los valores son siempre superiores a cero.

Reverso – Sirve para medir la flecha a los 2,50 m - 7,50 m (a ¼ y ¾ de la cuerda). El valor de la flecha en eso puntos es equivalente al ¾ del valor en el centro de la cuerda.

Esto evita realizar el cálculo y facilita por tener una lectura directa y evitar realizar cálculo.

Foto 14.1 – Soporte con carretel y sin carretel


Foto 14.2 – Tareas de alineación


Foto 14.3 – Soporte interior

Foto 14.4 – Soporte con molinete y/o carretel

Foto 14.5 – Medición

Capítulo 15 Conservación de la Nivelación y Alineación de las Vías con Equipos Mecánicos Pesados


15.1. Características técnicas que deben reunir los equipos

La conservación de la nivelación y alineación de las vías tiene como objetivo el mantenimiento dentro de las tolerancias exigidas de la nivelación transversal y longitudinal, el alabeo, la alineación, la estabilidad de los durmientes y el perfil del balasto.

Para poder satisfacer la exigencia de calidad requerida es necesario disponer de equipos mecánicos pesados.

15.1.1. Bateadoras-niveladoras-alineadoras

El sistema de bateo estará constituido por un mínimo de 16 pisones vibratorios, con apertura suficiente para batear simultánea y eficientemente los durmientes de juntas semiapoyados con separación máxima entre ejes de 30 cm.

Deberán poseer compactadoras de banquinas que se adapten a las tolerancias de longitud de los durmientes. Si no lo poseen, se exigirá que las compactadoras de cajas sí lo tengan.

El grupo de bateo deberá realizar su ciclo normalmente con valores mínimos incluso con valor 0 (cero) de levante.

El sistema de apoyo para realizar la elevación de las vías será materializado sobre los rieles.

La máquina será totalmente automatizada para llevar a cabo todas las operaciones posibles de nivelación y alineación. Asimismo podrá ser operada manualmente en lo que respecta a la colocación de la máquina sobre los durmientes y a la puesta en marcha del movimiento de subida bajada de los bates.

El sistema de alineación será automático, tanto en recta como en curva y podrán prefijarse los valores de los levantes, peralte, etc.

Todas las operaciones de levante, nivelación longitudinal, transversal y alineación de las vías serán realizadas simultáneamente con el bateo del balasto bajo los durmientes.

Se podrá realizar el relevamiento previo del trazado geométrico de las curvas y ser programados para corregir las transiciones, el sector circular y el peralte.

Rendimiento y/o velocidad de trabajo de 300 m/hs, con levante promedio de 50 mm y corrección de alineación de igual magnitud y doble bateo en durmientes de juntas.

Tendrá capacidad para realizar levantes de hasta 10 cm y correcciones de alineación de igual magnitud en una sola pasada.

Deberá poseer registradores gráficos de la nivelación transversal y de la alineación de las vías, debiendo poder efectuar el registro antes y después del trabajo.

Foto 15.1 – Maquina bateadora, niveladora y alineadora


15.1.2. Distribuidoras-perfiladoras de balasto

Estarán provistas como mínimo de una lámina frontal o central y dos láminas laterales y de dispositivos que permitan su rápido retiro de la vía.

La lámina central será de altura regulable y estará constituida por dos cuerpos que puedan actuar independientemente.

Las láminas laterales serán regulables y podrán trabajar en forma independiente.

El ángulo de las láminas laterales podrá ser modificado a voluntad en función del ángulo del talud del balasto.

Deberá contar con un dispositivo de cepillos destinados a barrer las piedras sobrantes de la superficie de los durmientes y de las cajas y desplazarlo fuera de las banquinas.

Las operaciones que deberán realizar esta máquina antes del bateo son de distribuir adecuadamente el balasto descargado de los vagones desde lugares donde hay exceso hasta donde es necesario. La posibilidad de llevar balasto desde las banquina hacia el centro de la vía colocándolo en los puntos de bateo. Asimismo podrá trasladar el balasto de una banquina hacia la opuesta, en no más de dos operaciones sucesivas.

Después del bateo, completar balasto faltante entre durmientes o en las banquinas, distribuyéndolo desde sectores donde hay exceso o de una nueva descarga de vagones.

Perfilar el balasto en toda la sección del mismo, quitando los excesos y perfilando las banquinas.

Barrido de la piedra sobrante sobre los durmientes.

Foto 15.2 – Maquina reguladora y perfiladora de balasto


15.1.3. Compactadoras de cajas:

Estará equipada con pistones compactadores vibratorios para apisonar el balasto entre los durmientes (cajas).

Si la bateadora-niveladora-alineadora no posee compactadora de banquinas, obligadamente la deberá poseer la compactadora de cajas.

Esta máquina estará destinada a consolidar la vía luego de los trabajos de nivelación-alineación, actuando inmediatamente después de la distribuidora-perfiladora de balasto.

La compactación del balasto en las cajas y en las banquinas podrá ser realizada en forma simultánea, parcial o totalmente independiente.

Las planchas vibratorias tendrán regulación lateral para adaptarse a distintos anchos de banquinas y longitud de durmientes de vía.

Foto 15.3 – Maquina compactadora

15.1.4. Tren de conservación mecanizada de vía

Tren de conservación de alto rendimiento – Usado en las líneas de intenso tráfico y alta velocidad, donde la geometría es fundamental para lograr los estándares de confort y velocidad. Se usan equipos:

- Maquina bateadora, niveladora, alineadora de acción continua – 09-32 CSM

- Reguladora, perfiladora de balasto de alta velocidad – SSP 110 SW

- Estabilizador dinámico de vía de trabajo continuo – DGS 62 N

Figura 15.1 – Maquina bateadora, niveladora, alineadora de acción continua – 09-32 CSM


Figura 15.2 – Reguladora, perfiladora de balasto de alta velocidad – SSP 110 SW

Figura 15.3 – Estabilizador dinámico de vía de trabajo continuo – DGS 62 N

Tren de conservación tipo estándar – Usado en líneas de menor categoría con menor tráfico que exigen velocidades de hasta 160 km/hs

- Maquina bateadora, niveladora, alineadora – 08-32

- Reguladora, perfiladora de balasto de mediana velocidad – SSP 203

- Estabilizador dinámico de vía de trabajo continuo – DGS 42 N

-

Figura 15.4 – Maquina bateadora, niveladora, alineadora – 08-32

Figura 15.5 – Reguladora, perfiladora de balasto de mediana velocidad – SSP 203

Figura 15.6 – Estabilizador dinámico de vía de trabajo continuo – DGS 42 N

Tren de conservación para vías de poco tráfico y Velocidad ≤ 120 Km/hs

- Bateadora, niveladora, alineadora – 08 – 16 GS ó 07 – 16

- Reguladora, perfiladora de balasto – PBR 400

- Compactadora de balasto – PVT 800


Figura 15.7 – Maquina bateadora, niveladora, alineadora – 08-16 GS

Figura 15.8 – Reguladora, perfiladora de balasto – PBR 400

Figura 15.9 – Compactadora de balasto – PTV 800

Estas son las máquinas que más se usaron en nuestro país

15.2. Ejecución del trabajo

El bateado, nivelación y alineación serán ejecutados simultáneamente y a continuación el reguarnecido, compactado, perfilado y barrido de fijaciones.

Estos trabajos deben ser ejecutados de modo continuo, con interrupción en las obras de artes de tablero abierto, pasos a niveles pavimentados y o puntos fijos que se indiquen, debiéndose realizar los correspondientes enlaces altimétricos con rampas de acompañamiento de orden de 0,5 a 1 mm por metro lineal, si el levante es de 50 mm la longitud de la rampa de acompañamiento debe empezar entre los 50 a 100 m antes.

Otro factor a tener en cuenta es la inserción de los bates, para que estos no dañen el plano de formación. En una vía en la cual la capa de balasto es la correcta no hay peligro de que estos toquen el plano de formación.

15.2.1. Calidad de la nivelación

Una vía en buen estado (durmientes, fijaciones y riel) con un balasto limpio, la calidad obtenida es muy buena u optima y los parámetros geométricos son más precisos y la vía se deformará en un lapso mayor y el ciclo de conservación se podrá aumentar.

Las condiciones que debe reunir la vía es:

Buen estado y calidad de los materiales que constituyen la estructura de vía, buena trocha y fijaciones.

Balasto de buena calidad y con un espesor que supere los 15 cm y con granulometría dentro de la curva estandarizada.


15.2.2. Mecanización Pesada

Estos trabajos son contratados y durante la ejecución se tienen que inspeccionar cuidadosamente para lograr una nivelación transversal y longitudinal dentro de los parámetros que se fijen para cada sector y/o definidos en los pliegos.

Durante la ejecución del bateado automático de nivelado, la supervisión debe realizar un control de la nivelación transversal y alabeo cada 5 durmientes con una regla de precisión para ir controlando si los valores se encuentran dentro de tolerancias.

15.2.3. Precauciones - seguridad

Los equipos que realizan este tipo de conservación mecanizada necesitan interrupción de la circulación de trenes, es decir una ventana de trabajo que permita tener como mínimo 4 hs para llegar a la progresiva de inicio, trabajar y salir del sector ante la necesidad de permitir la circulación de un tren.

Lo recomendable es coordinar con PCT el ingreso y salida en función de los trenes y trabajar con Boletín de vía tipo “B” o con Boletín de vía tipo “A” – clausurando el sector por un lapso predeterminado.

El levante mínimo sin limitación de velocidad es de 30 mm y la temperatura del riel no debe superar los 40ºC. Si la temperatura sobrepasa se implementa una precaución de velocidad por el termino de 72 hs, que es determinada por el Inspector de obra.

En la época estival es recomendable trabajar por la tarde hasta el amanecer del día siguiente donde el riel está por debajo de las temperaturas críticas.

Cuando la temperatura del riel llega a los 45ºC se procederá a suspender las tareas y si se cree conveniente reducir la velocidad de los trenes.

Cuando el levante supera los 50 mm, en todos los casos se debe implantar precaución de 20 Km/hs, hasta que pasen por los menos cuatro trenes cargados.

Antes de la pasada de la maquina bateadora alineadora se debe descargar la piedra balasto y distribuirla si es necesario con la maquina perfiladora para que cuando pase la bateadora tenga suficiente piedra, y cuando se efectué el levante no quede la vía desguarnecida. Con esta misma máquina se procede al perfilado y tapada de la vía para luego proceder a la compactación de cajas y banquina.

El trabajo final es pasar la maquina perfiladora de balasto para componer el perfil y barrido de las fijaciones.

Para levantes entre 30 a 50 mm se necesitan aportar 250 Tn/km, que es el consumo que lleva el levante y la posterior tapada con la compactación.


15.2.4. Sistema de nivelación longitudinal

Las bateadoras, niveladora, alineadora tipo Plasser que se pueden disponer en nuestro país, para la nivelación longitudinal están equipadas con el sistema de nivelación por cuerda de acero.

La vía es medida en tres puntos:

1. En la zona delante del eje delantero o sea la vía aun por corregir

2. En la zona del bateo o bien en el punto de levante

3. En la zona del eje trasero o sea en la vía ya corregida

Entre los puntos de referencias delanteras y traseras va tensada una cuerda de acero, que sirve como base para la medición. El punto de referencia delantero es regulable en altura.

Se puede trabajar por método de compensación o relativo (reducción automática del error), como también por el método de precisión o absoluto.

Foto 15.4 – Sistema de nivelación

15.2.5. Nivelación transversal

Para control de la nivelación transversal en el durmiente a ser bateado, por medio de un péndulo de precisión eléctrico, o sea, allí donde la geometría de la vía va a ser corregida (punto de levante o intermedio), se controla directamente mediante un indicador del peralte o desnivel transversal.


15.2.6. Sistema de medición de la alineación

Tanto se puede trabajar por el método de compensación (relativo) o de precisión (absoluto). En ambos caso el ripado de la vía se realiza independientemente de las condiciones y aptitudes del operador, sin tener que hacer cálculos y/o mediciones previas en la vía. Por intermedio de un instrumento el operador visualiza la posición de la vía en cada momento.

La alineación se realiza simultáneamente con el levante.

Estas máquinas se equipan con dispositivos gonios métricos ópticos y/o rayos laser, para realizar la nivelación y alineación.

Grafico 15.1 – Sistema de medición de la alineación


15.2.7. Sistema de bateo

La calidad y el rendimiento del bateo son de suma importancia para este tipo de máquinas. El bateo se realiza en forma asincrónica con oscilación direccional. Asincrónico significa que cada bazo de bate se cierra con igual fuerza, independientemente de su recorrido. Esa es la razón por la cual se consigue una compactación uniforme.

La presión de bateo se regula para adaptarla a cada capa de balasto. Oscilación direccional, significa que la oscilación se realiza en la dirección del cierre de los bates, favoreciendo el efecto de compactación

La regulación de la profundidad de los bates es necesaria por las condiciones de la vía (altura del riel, altura del durmiente), inserción por debajo del durmiente y no sobrepasar la capa de bateo.

Foto 15.5 – Sistema de bateo

Figura 15.10 – Sistema de bateo


15.2.8. Reguladora perfiladora de balasto – PBR 400

Es una máquina de dos ejes de construcción robusta. Se traslada mediante motor hidráulico con caja de marcha de dos velocidades.

Arado frontal – Con el arado frontal se pueden realizar todos los movimientos de balasto tal como los ilustrados.

Foto 15.6 – Arado frontal

Figura 15.11 – Arado frontal


Arado lateral – En caso de obstáculos, los arados laterales pueden girar hacia arriba. Además pueden trabajar en ambas direcciones.

Foto 15.7 – Arados laterales

Figura 15.12 – Arados laterales


15.2.9. Compactadora de Caja y banquinas - PTV 800

Para aumentar la resistencia lateral de la vía se emplea los compactadores de cabeza de durmientes o banquinas, acompañado por la compactación de los cajones y/o panes de balasto entre durmientes.

El compactado de la cabeza de los durmientes evita que la vía vuelva a la posición incorrecta a la que estaba antes de su corrección.

El compactado de cabeza y de cajones debe realizarse al mismo tiempo y en la misma posición, para evitar una fuga de piedra.

Figura 15.13 – Maquina compactadora de caja y banquina PTV 800

15.2.10. Altura del levante

Para que el resultado del levante sea duradero, debe permitir que la piedra sea bien calzada debajo del asiento de los durmientes y está relacionada con la granulometría de la piedra y la limpieza.

De 20 a 30 mm sobre puntos buenos, es un levante suficiente para una pasada de conservación en una vía con balasto limpio y de granulometría dentro de los valores estipulados en la curva de balasto de Grado A.

Por el contrario, si el apoyo de los durmientes esta colmatado, se debe levantar entre 40 y 60 mm sobre los puntos considerados buenos y/o altos, de esta manera conseguimos tener un espesor de balasto limpio y se consigue recuperar la elasticidad de la vía.

La profundidad que penetran los bates es de 10 a 15 mm entre la cara inferior del durmiente y la parte superior del bate. Se puede optar por otra profundidad pero en realidad no es recomendable.

No es recomendable levante que superen los 100 mm, porque la deformación y/o el asentamiento son inevitables a pocos días de pasado el tren de mecanización.

Para recuperar vías con inicio de colmatación es preciso tener presente que deben realizarse como mínimo dos levantes con aporte de piedra limpia y de granulometría apropiada, uno de por lo menos 70 mm. Sobre puntos buenos para luego realizar otro que este en el orden de los


40 a 50 mm, de esta manera conseguimos un levante efectivo de 100 mm lo que nos garantiza una buena elasticidad de la vía y mejor comportamiento y durabilidad de la geometría lograda.

Antes de realizarse la mecanización pesada se debe tener presente y chequear las luces de las juntas, si existe insuficiencia de luces se corre el riegos que al paso de los equipos (nivelación y alineación) se cierren las luces y quedar la vía propensa a deformaciones por efecto térmico, especialmente si se trabaja en época estival donde la temperatura del riel por lo general siempre llega a superar la temperatura critica para estos trabajos. Está prohibido permitir trabajar cuando la temperatura supera los 45ºC.

Foto 15.8


Foto 15.9


Foto 15.10


Foto 15.11

Capítulo 16 Soldadura Aluminotermica de rieles


16.1. Generalidades

Este procedimiento está basado en la reacción exotérmica, que se produce al reducir el óxido de hierro con el aluminio.

El principio químico básico es el siguiente:

Fe2 O3 + 2AL 2 Fe + AL2 O3 + calor

Óxido de hierro + Aluminio hierro + óxido de aluminio + Calor

Con el objeto de poder soldar los rieles y obtener una unión de características metalúrgicas similares a las del acero base, es necesario incorporar determinados componentes en las porciones para conseguir las características de las distintas calidades de aceros.

Este polvo o limaduras se denomina porción o carga de soldadura.

La reacción química se realiza en el interior de un crisol cerámico de material refractario.

Para poder realizar la reacción química se utiliza una bengala para el encendido.

El calor producido por la reacción, licua en un breve lapso (25 segundos) la porción de soldadura contenida en el crisol.

Pocos segundos después de comenzada la reacción química (entre 20 a 28 segundos), el acero se separa del óxido de aluminio transformándose en escoria.

Por ser el acero más pesado se mantiene en el fondo del crisol y la escoria flota en la masa líquida.

Por intermedio de un dispositivo se destapa el crisol para dejar verter el líquido en un molde ya montado y previamente calentado.

La temperatura que se desarrolla en esta reacción química es del orden de los 2000ºC, permitiendo la fusión del acero del riel en el momento de tomar contacto.

El acero base del riel, unido al acero aluminotérmico, produce una mezcla homogénea.

Una vez enfriada la junta soldada, se consigue una soldadura de características similares a las del riel base.


16.2. Procedimiento

a) Preparación de las juntas a soldar

Los rieles previamente a ser alineados se le debe dar la cala o luz que corresponda de 20 mm aprox., este valor es el recomendado por el fabricante y se lo puede conseguir por los siguientes procedimientos (corte de rieles con disco o sierra, por estiramiento cuando se regula tensiones, por corrimiento cuando se regulan luces).

Este corte debe ser lo más perpendicular con una tolerancia de ± 0.6 mm tanto en el plano vertical como en horizontal.

Figura 16.1 – Cala de soldadura

b) Alineación de los rieles

La alineación se realiza en vertical (superficie de rodadura) y horizontal del lado trocha o lado activo.

Figura 16.2

Para realizar esta operación es necesario contar con:

Regla metálica de una longitud mínima de 1 m

Cuñas en cantidad suficiente.

c) Alineación vertical

Esta se realiza en la banda de rodadura del riel, a ambos lados de la cala. Los extremos de los carriles debe quedar ligeramente en punta, ese valor que se le da es para que la junta soldada cuando se enfrié no quede cóncava (baja).


La regla metálica se coloca de canto y centrada con respecto a la cala. La altura S entre cada extremo de la regla y la superficie de rodadura debe estar en el orden de 1 a 1,5 mm. Este valor esta dado para cada tipo de riel pero está en ese orden.

Terminada esta operación se procede a la alineación horizontal.

d) Alineación horizontal

La cara interna del riel (lado trocha) debe quedar perfectamente alineado, a ambos lados de la cala, con la regla de 1 m.

Se coloca la regla en la cara activa del riel a aproximadamente 15 mm por debajo de la superficie de rodadura.

La tolerancia máxima entre ambos rieles no debe superar 0,5 mm. En rieles usado y desgastado se adoptan valores mayores

Para facilitar esta alineación cuando se trabaja con rieles montados en la vía, se debe aflojar las fijaciones de los durmientes adyacentes dos o más de cada lado.

e) Rieles – requisitos generales

Los extremos de los rieles deben presentar las superficies a unir perpendicular al eje longitudinal.

Los extremos deberán estar exentos de óxido, escoria, grasa y/o cualquier otra suciedad.

La separación entre extremos luz o cala debe estar dentro de los valores estipulados – 18 a 20 mm o lo que indique el fabricante de las porciones.

Si los rieles a soldar fueron cortados con equipos oxicorte, se debe eliminar todas las escorias y rebabas.

En los extremos a soldar no deben presentar ningún defecto tales como fisuras, desgastes excesivos, agujeros en el alma a menos de 40 mm del extremo a soldar, agujeros ovalados.


Figura 16.3 – Equipo para soldaduras “Thermit” de rieles, sistema rápido


Foto 16.1 – Etapas en la realización de una soldadura aluminotermica

Capítulo 17 Pandeo y/o Torceduras de Vía


17.1. Generalidades

17.1.1. Pandeo de vías

Es la formación de una desalineación de vía causada por uno o más de los siguientes factores:

Altas fuerzas de compresión en el riel causadas por la alta temperatura del acero.

Reducida temperatura neutra (RLS) y/o temperatura de cierre (barras eclisadas).

Inestabilidad de la vía.

Carga dinámica generada por el paso de los trenes

Foto 17.1 – Torcedura de vía

17.1.2. Fuerzas longitudinales

Fuerzas de compresión o de tracción que afectan la longitud del riel.

Fuerzas de compresión: Fuerzas internas que se generan al dilatarse el riel.

Figura 17.1

Fuerzas de tracción: Fuerzas internas que se generan al contraerse el riel.

Figura 17.2


ΔL = L * c * ΔTΔL = 400 * 11,5x10-6 * (50-16)ΔL = 156 mm

400 m

16º

400 m

50º

156 mm

17.1.3. Carga dinámica de los trenes

Son las fuerzas que actúan en la estructura de vía al paso de un tren:

La carga por eje

El frenado

La aceleración

La oscilación

Efectos de serpenteo que producen los vagones en movimiento.

Foto 17.2 – Carga dinámica de los trenes

17.1.4. Expansión térmica del riel

Es la variación de la longitud de un riel como consecuencia de una variación de temperatura.

Ej.: En un riel largo de 400 m que se instaló a 16°C y que no fue anclado o sujeto en los extremos, cuando la temperatura del riel se incrementa hasta un valor de 50°C, el riel se expande aproximadamente 156 mm.

Figura 17.3


17.1.5. Resistencia lateral

Es la que resiste las fuerzas de compresión en la vía que están empujando hacia afuera.

Cuando el riel es comprimido, éste empuja hacia afuera (se dilata).

Los durmientes y balasto ejercen resistencia a este esfuerzo.

Foto 17.3 – Vía bien balastada

17.1.6. Definiciones en Riel Largo Soldado (RLS)

Temperatura Neutra: 32 – 35ºC

Temperatura bajo la cual no hay esfuerzos longitudinales en el riel, el riel está balanceado o en estado de equilibrio.

Puede ser igual a la temperatura de instalación.

La temperatura de instalación es bajo la cual se instaló y fijo el riel, y siempre debe ser menor o igual a la Temperatura neutra.

Temperatura critica de pandeo: Tcp > 65ºC

Temperatura en la cual la vía se pandea y/o deforma.

No existe ninguna fuerza externa.

La aplicación de fuerzas externas, agrava el desequilibrio del conjunto.

17.1.7. Definiciones en Vías eclisadas

Temperatura de instalación:

Temperatura del riel en el momento de fijarlo o anclarlo (definir luces de juntas).

Las luces se obtienen de planillas que dependen de la temp. y las fijaciones.

Estas planillas se encuentran en los anexos de la Norma Técnica Nº15 de FA.

Temperatura de cierre

Temperatura del riel donde la luz de junta es nula pero aún no hay esfuerzo de compresión.

Temperatura donde aún no hay compresión.

Tc = 43°C – Fijaciones elásticas.

Tc = 48°C – Fijaciones rígidas.


Temp. del riel < Temp. de cierre

Dilatación libre en la junta

Fuerzas de Compresión > Fuerzas laterales de la estructura de la vía

La vía se mueve hacia los costados

Se desplaza

Se Pandea

Temp. del riel > Temp. de cierre

Aumenta fuerza de compresión

0 a 20 mm

0 mm

Temperatura critica de pandeo: Tcp > 65ºC

Temperatura en la cual la vía se pandea y/o deforma.

No existe ninguna fuerza externa.

La aplicación de fuerzas externas, agrava el desequilibrio del conjunto.

17.1.8. Forma de los pandeos

Vía Recta: Hay una tendencia a deformarse hacia afuera en ambas direcciones en forma de “S”.

Vía Curva: Tiende a deformarse hacia afuera, generalmente en forma de “C”.

Figura 17.4 – Deformaciones en Vía recta y en Vía Curva

17.2. Efecto de la temperatura

17.2.1. Evolución del pandeo

Figura 17.5


17.2.2. Cambio de temperatura neutra y/o de cierre

La temperatura neutra y/o de cierre del riel no siempre es constante, pueden variar si se cambian las condiciones.

El hecho que haya dos rieles corriendo paralelamente no significa que ambos tengan la misma temperatura neutra o de cierre.

La temperatura neutra y/o de cierre del riel puede reducirse haciendo que la temperatura crítica de pandeo sea menor (con menor temperatura, el riel pandea).

EJ: Tneutra = 35ºc. Por rotura de un riel, agrego más longitud (error muy común), así mi temperatura neutra bajara Tneutra < 35ºc

Las prácticas de mantenimiento pueden tener influencia en la temperatura neutra y/o de cierre.

Cuando se realizan trabajos en vías, normalmente no se tiene en cuenta el impacto sobre la temperatura neutra y/o cierre, esto es motivo de problemas.

17.2.3. Escasa resistencia lateral de vía

La resistencia lateral se reduce después de alterarse la estructura de la vía.

Si el riel es comprimido la vía tiende a deformarse.

La resistencia que generan los durmientes y el balasto ayuda a prevenir el movimiento lateral del riel.

La resistencia aportada por los durmientes depende de la densidad por km, sus dimensiones, y la configuración transversal de la vía.

Cuando se alteran estas condiciones, se reduce la resistencia al movimiento lateral y se genera un punto débil en la vía.

El riel trata de liberar las fuerzas que fue acumulando y se deformará en el punto más débil.


Nivelación y alineación

(endereza riel)

Se agrega mas riel del que se saca

Se baja la temperatura neutra y/o de cierre del riel

Si alcanza un valor critico

La estructura de vía no resiste mas la presión creada

9mm a 20ºC (36 m)

Agregado de riel

9mm a 10ºC (36 m)

4mm a 20ºC (36 m)

17.3. Trabajos que afectan a los pandeo de vía

17.3.1. Disminución de la temperatura neutra y/o de cierre

Figura 17.6

17.3.2. Acumulación / Agrupación

Figura 17.7

Puntos fijos

-PAN- Puentes

El riel deja de moverse longitudinalmente

Aparece una acumulación de fuerzas compresivas

Las luces entre rieles fueron despareciendo

El riel tiende a amontonarse en estos puntos

La temperatura neutra y/o de cierre desciende por debajo

del nivel critico

PAN

CARGA

PAN

CARGA


Mecanización Pesada en Curva

Resistencia Lateral

Resistencia longitudinal

Altera en vía

Vía

De

for

ma

da

Alineación Curva

Se requiere menos riel entre los puntos de comienzo y fin de curva

Exceso de rielRipado hacia

adentroAumento de radio

Estamos en presencia de un potencial punto de pandeo o

deformación en la vía

R = 50/f< flecha, > radio

17.3.3. Insuficiente perfil transversal

Esto ocurre cuando no hay suficiente balasto especialmente:

- en curvas de radio reducido.

- en rectas en proximidades a puntos fijos.

- en fines de pendientes.

Foto 17.4 – Vía con insuficiencia de balasto

Los esfuerzos causados por el aumento de temperatura sobre la temperatura neutra y/o de cierre son muy propensos a generar un pandeo o deformación de la vía ya que la falta de balasto genera una disminución de la resistencia lateral de la vía.

17.3.4. Alineación y nivelación en curvas

Figura 17.8


17.3.5. Deficiencias geométricas en la vía

Los pandeos son más frecuentes en vía con deficiencias geométricas (nivelación transversal y longitudinal - alineación) que en vías con buenas condiciones geométricas.

Foto 17.5 – Vía con geometría correcta Foto 17.6 – Vía con deficiencias geométricas

17.3.6. Fuerzas dinámicas del tren

Afectan la estabilidad de la vía que ocurre en tres lugares:

- Frente al tren

- Entre ambos bogíes de un vagón

- Parte trasera del tren, una vez que paso el tren

Foto 17.7 – Frente al tren Foto 17.8 – Parte trasera

Foto 17.9 – Entre ambos bogíes


17.4. Época del año donde se produce el pandeo

Época del año Hora del día

80 %Fin de la primavera

Tardes muy calurosas, entre las 14-18 hs

Detectar cuándo pueden ocurrir pandeos es muy importante para poder prevenirlos.

17.4.1. Relación entre temperatura ambiente y temperatura del riel

Temperatura Ambiente Temperatura del aire

Temperatura del rielTemperatura del riel medida en el alma, sobre el lado de sombra del riel Lado sombra

Triel = 1,25 x Taire + 7º (la aprox. es de ± 3ºC)

Figura 17.9

Una temperatura ambiente de 30ºC en un día calmo de verano, equivale a una temperatura de riel de 44ºC

- La fórmula es válida para temperaturas ambiente superiores a 30ºC

- Toda temperatura de riel que supere los 50ºC en vías que no posea luz en las juntas implica riesgo de deformación o pandeo


17.4.2. Control de cierre / compresión

En jornadas de calor, se deben revisar las juntas cerradas de manera de saber si los rieles ya están en estado de compresión.

Una manera simple de realizarlo es introduciendo un papel en la junta y verificar si este puede pasar o no.

El paso del papel por la junta implica que el riel no está aun en compresión mientras que si el papel no puede pasar significa que la junta ya está en compresión.

En este último caso ya estamos por encima de la temperatura de cierre.

Foto 17.10 – Control de cierre

17.5. Lugares donde se pueden producir pandeos

• Se redujo la resistencia lateral

Reparación importante en segmento de vía.

La resistencia lateral que mantienen a la vía en su lugar se reducen en un 50%.

Reemplazo de dtesLevanteNivelación de vía

• Se redujo la fuerza de contención longitudinal

En lugares donde existe baja densidad de anclas, ausencia de anclaje y/o fijaciones deficientes

Se reduce la temperatura neutra y/o de cierre

El riel tiende a moverse longitudinalmente

• Se agrego riel

En lugares donde se agrego rieles

Se reduce la temperatura neutra y/o de cierre

Rieles rotos o desempalmes


• Donde existen deficiencias geométricas en vías

En vías que presenten desniveles y una alineación deficiente

Con baja temperatura neutra y/o de cierre, lleva a un pandeo progresivo

Mayor posibilidad de pandeo

• Vías bajo carga

La mayoría de los pandeos con trenes circulando ocurren a partir de la segunda mitad del operativo

Operaciones deficientes en el manejo del tren sobre vías recientemente reparadas aumentan el riesgo de pandeo, sobretodo en pendientes y curvas

17.6. Inspección de la estructura de vía

Es muy importante detectar o identificar estos sectores y realizar seguimientos de los mismos

Foto 17.11

Foto 17.12


Lugares potenciales de pandeo

Modificado por trabajos

Características físicas del trazado

Deficiencias geométricas en vía

Sector con agregado de riel

Sector con reparación mayor o movimiento de balasto

Curvas horizontales y verticales

Sector de frenado de trenes

Estructuras y puntos fijos

Movimiento lateral de rieles

Movimiento vertical del riel

Movimiento longitudinal del riel

Balasto deficiente

Faltante de materiales

Anclaje de la vía

Altas temperaturas

Mantenimiento de riel

Figura 17.10

17.6.1. Identificación de sectores con agregado riel

Motivo: Muchas deformaciones ocurren cuando se cambió o reparo un riel por roturas o desempalmes en el último otoño, invierno o comienzos de la primavera.

Solución: Identificar los lugares nos permite hacer un seguimiento sobre los mismos

Procedimiento:

1. Obtener los datos de rotura de riel y desempalmes ocurridos en el sector

2. Obtener los datos de agregado de cupones existentes

3. Eliminar todos los cupones

4. Realizar corrimientos de rieles con expansores hidráulicos – regularizar anclajes

5. Vigilar atentamente estos sectores particulares

Foto 17.13


17.6.2. Identificación de sectores donde se hizo una reparación mayor

Motivo: Los pandeos ocurren más comúnmente en lugares en donde recientemente se han realizado trabajos de mantenimiento, tales como:

• Renovación de durmientes

• Descalce y/o calce de durmientes

• Tratamiento de juntas

• Alineación y/o nivelación de vías

Cuando se realiza algunas de estas tareas, se puede llegar a alterar de alguna manera la resistencia lateral de la vía hasta en un 50%.

Solución: Programar bien estos trabajos para la época estival de manera de no dejar la vía sin balasto.

Procedimiento:

1. Identifique y programe bien los trabajos en vía que pudieran afectar el movimiento longitudinal y la resistencia lateral de la estructura de la vía.

2. Determine los Pkm de ubicación.

3. Lleve consigo en los patrullajes la información.

17.6.3. Identificación de estructuras y puntos fijos de vías

Motivo: Muchos pandeos se producen en donde hay estructuras fijas.

Estas incluyen:

• Cruces con otros ferrocarriles

• Pasos a nivel

• Desvíos

• Puentes

• Plataformas

En estos puntos, el riel tiende a moverse longitudinalmente y juntarse. Esto equivale a bajar la temperatura neutra y/o de cierre.

Solución: Vigilar constantemente estos sectores particulares en épocas de calor y/o ante cambios bruscos de temperatura (inicio primavera).

Procedimiento:

1. Realice un control de luces de juntas en cercanías al punto fijo controlando la temperatura del riel en horarios frescos de la mañana.

2. Realice el mismo control de luces y temperatura del riel en horarios de máximo calor.


17.6.4. Identificación de curvas horizontales y verticales

Motivo: La identificación de las curvas horizontales y verticales es importante para poder predecir donde puede deformarse la vía.

• Ocurren más deformaciones en curvas horizontales que en vías rectas.

• Muchas deformaciones se dan en la depresión o parte baja de una pendiente.

Solución: Vigilar constantemente estos sectores particulares en épocas de calor

Procedimiento:

1. Consiga la planimetría y topografía de su sector.

2. Localice las curvas horizontales más cerradas o de menor radio y determine los inicios y finales de curva.

3. Localice los porcentajes máximos de pendientes y determine inicio y final de las mismas.

Figura 17.11

17.6.5. Identificación de sectores donde el tren puede causar desplazamientos longitudinales del riel

Motivo: El frenado de trenes puede cambiar las fuerzas longitudinales en la vía.

Cuando el tren frena bajando una pendiente, el riel tiende a moverse hacia la parte baja o fondo de esta, debido a las fuerzas que empujan al riel.

Ocurre lo mismo en otras zonas de frenado de trenes, como en zonas cercanas a los sectores precaucionados, desvíos, plataformas y/o zonas de entrada a curvas cerradas, PAN, etc.

Solución: Vigilar constantemente estos sectores particulares en épocas de calor y/o ante cambios bruscos de temperatura (inicio primavera).

Procedimiento:

1. Realice un control de luces de juntas en estos sectores controlando la temperatura del riel en horarios frescos de la mañana.

2. Realice el mismo control de luces y temperatura del riel en horarios de máximo calor.


Inspección de la estructura de la vía

Mirar la alineación de ambos rieles

¿Un riel parece mas recto que otro?

El riel parece inestable o desalineado

Verificar la trocha

Medir trocha (intervalos de 3 dtes) hasta verificar condición de rieles

¿Hay problemas de trocha?

Identificar durmientes defectuosos

¿Hay durmientes defectuosos?

Inspeccionar estado de las fijaciones

¿Riel forzado hacia afuera?

Nota: Esto puede atribuir a que el riel

sobrecarga las fijaciones

Inspeccionar el balasto en las extremidades de

los durmientes

¿El perfil presenta falta de balasto?

17.6.6. Inspección de movimiento lateral de rieles

Motivo: Cuando hay altas fuerzas de compresión en el riel, estas tienden a encontrar el punto más débil en la estructura de la vía. Si el riel no puede moverse longitudinalmente, tratara de hacerlo lateralmente.

Solución: Estar atento al inspeccionar este movimiento lateral, se presenta como un viboreo con desalineaciones y codos.

Foto 17.14

Figura 17.12


17.6.7. Inspección de movimiento vertical del riel

Motivo: Cuando hay altas fuerzas de compresión en el riel, este tiende a encontrar el punto más débil en la estructura de la vía.

Si el riel no puede moverse longitudinal o lateralmente, se moverá verticalmente.

Se debe ser muy cuidadoso en la inspección del movimiento vertical.

Solución: Estar atento al inspeccionar estos movimientos verticales, diferenciarlos de golpes o de problemas de nivelación.

Foto 17.15

Figura 17.13


Mirar la nivelación y el perfil de la vía

¿La vía esta como levantada?

La vía tiene lomos verticales

Observar el balasto en relación con las terminación de los durmientes

Vías con clavos: verificar sucesión de clavos levantados

¿Los dtes salen fuera del balasto?

Inspeccionar el balasto, prueba de que el riel se movió hacia arriba y abajo

¿Serie consecutiva de clavos que sobresalen?

Identificar durmientes defectuosos

¿Hay marca que indique que el riel se movió?

Verificar si el riel se esta levantando respecto al durmiente

¿El riel se esta levantando?

¿Hay durmientes defectuosos?



¿Hay un lugar donde el balasto se amontona?

Buscar lugares donde el balasto comienza a amontonarse a un

lado del durmiente

Observar si los durmientes se mueven en un ángulo de 90º

con respecto al riel

Verificar los anclajes

¿Hay durmientes cruzados o sesgados?

Buscar las cabezas de las fijaciones que dejaron un punto

brillante en el patín del riel

¿Los anclajes se mueven con el riel?

Nota: Indica que ambos rieles se mueven

longitudinalmente

Nota: Indica que los anclajes perdieron la

fuerza de sostén

Nota: Indica que el riel se mueve

longitudinalmente

17.6.8. Inspección de movimiento longitudinal del riel

Motivo:

Si Temperatura del riel > Temperatura neutra y/o cierre: el riel se expande

Si Temperatura del riel < Temperatura neutra y/o cierre: el riel se contrae

En ambos casos se producen movimientos longitudinales.

El riel tiende a moverse en la dirección del tráfico o del mayor tonelaje.

El descuadrado o sesgado ocurre cuando solo una de los extremos del durmiente se mueve.

Solución: Estar atento al inspeccionar estos movimientos longitudinales y especialmente ante

la existencia de durmientes descuadrados.

Foto 17.16

Figura 17.14


17.6.9. Inspección de sectores con perfiles de balasto deficiente

Motivo: Si el perfil de balasto es deficiente no se tendrá la resistencia necesaria para mantener la vía en su lugar.

Solución: Completar con descarga de balasto y en caso de que esto no sea posible, vigilar permanente el tramo

Foto 17.17

1 – Observar el balasto entre durmientes ¿El volumen de balasto es completo?

¿Hay suficiente balasto en los hombros?

2 – Ver si el balasto esta colmatado ¿Hay balasto colmatado?

3 – Buscar signos de vía con balasto recientemente disgregado

¿Encontró signos de balasto recién calzado?

¿Conoce el trabajo que se realizo?

4 – Averigüe quien realizo el trabajo

5 – El trabajo requiere una precaución de seguridad

6 – Averigüe si se coloco una precaución de velocidad


17.6.10. Inspección de problemas de riel

Motivo: Las luces deficientes o cerradas harán que el riel eclisados actúe como un riel largo soldado o continuo. Como en estos casos la estructura de vía no está diseñada para trabajar como un riel continuo, la misma tendera a torcerse.

Solución: Cortar y desahogar la vía.

Foto 17.18

1 – Utilice la lista de lugares a inspeccionar por probable exceso de riel

2 – Detecte los lugares donde se agrego riel.

3 – Busque lugares en lo que el riel tiene desgaste ondulatorio.

4 – Inspeccione los rieles con luces en juntas cerradas o deficientes

¿Tiene riel con desgaste ondulatorio?

Nota: Las luces deficientes o cerradas harán que el riel eclisado actúe como un riel largo soldado o continuo. Como en estos casos la estructura de vía no esta diseñada para

trabajar como un riel continuo, la misma tendera a torcerse.

Nota : Analizar codos y/o movimiento de rieles con incrustación de ambas puntas haciendo un diente en el eclisaje. Ante cualquier duda cortar y desahogar la vía.


17.6.11. Inspección de anclaje de la vía

Motivo: Dado que el control del movimiento del riel es crucial para prevenir deformaciones de vía, las anclas inadecuadas que permiten al riel moverse longitudinalmente deben ser corregidas.

El riel se amontonará o juntará cerrando luces en juntas en un punto fijo, reduciendo la temperatura neutra y/o de cierre y el resultado será probablemente un pandeo.

Solución: Colocar las anclas faltantes

Foto 17.19

1 – Controle si en la vía faltan anclas.

2 – Buscar durmientes sesgados o en falsa escuadra.

3 – Buscar en la base del riel una marca brillante

Nota: Esto se da cuando un durmiente muestra desplazamiento sobre un solo lado.

Hay durmientes en falsa escuadra?

Las anclas se mueven con el riel?

Nota: Esta marca las hacen las fijaciones al raspar el riel cuando este se mueve longitudinalmente.


17.6.12. Control de temperatura del riel

Motivo: Tomar la temperatura del riel ayuda a comprender mejor lo que pasa cuando aumenta la temperatura ambiente.

La temperatura del riel puede subir cuando un tren pasa sobre un punto determinado..

Capítulo 18 Aparatos de Vía


18.1. Definiciones Generales

Se denomina Aparatos de Vía a los dispositivos necesarios que consiguen asegurar la continuidad de la vía en conexiones de diversas trayectorias, con la máxima seguridad.

Están formados por combinaciones de dos dispositivos:

El Desvío Simple es un aparato de vía que permite la separación de una vía férrea en dos o varias, cuyos ejes se acuerdan tangencialmente con el de la primera o formando un ángulo muy pequeño con él.

La Cruzada Simple permite el cruce de dos vías; los ejes de las dos vías se cortan.

Figura 18.1

A su vez, los desvíos y Cruzadas se forman a partir de tres elementos, unidos por tramos de vía normal llamados Rieles Intercalarios. Dichos elementos son:

Cambio: Asegura la continuidad de cada uno de los itinerarios divergentes.

Cruzamiento Agudo: Permite la intersección de dos rieles de lados opuestos.

Cruzamiento Obtuso: Permite la intersección de dos rieles de la misma mano.

Los desvíos simples (ADV Simple) están formados por un Cambio y un Cruzamiento Agudo, unidos por Rieles Intercalarios, mientras que las cruzadas son una combinación de dos Cruzamientos Agudos y dos Cruzamientos Obtusos.

18.2. Desvíos Simples

18.2.1. Principios básicos

El caso más simple de un desvío es el llamado simple o sencillo, este da paso a las circulaciones que lo toman, a una vía o a la otra.

La principal recibe el nombre de Vía Directa y la otra de Vía Desviada. La separación y el cruce de los rieles de ambas vías se produce utilizando los dos elementos antes reseñados: El Cambio y El Cruzamiento respectivamente.

Un desvío consta de los siguientes elementos contando desde el origen común de las dos vías:

El Cambio: Es donde se separan, dos a dos, los 4 rieles de las 2 vías.

Los Rieles Intercalarios: Conectan dicho cambio con el cruzamiento.

El Cruzamiento: Es donde se materializa el corte del riel derecho (izquierdo) de la vía directa con el riel izquierdo (derecho) de la vía desviada.


18.2.2. Partes fundamentales

1. Sector del Cambio propiamente dicho, compuesto por el juego de las agujas y sus accesorios. Es el sector donde el tren puede cambiar de vía.

Foto 18.1

2. Zona intermedia o Sector de los Rieles Intercalaríos, los rectos y curvos.

Foto 18.2

3. Sector del Cruzamiento o de la Cruzada. Compuesto por el corazón armado y los dos contraríeles armados, el corazón según su necesidad puede ser de mano Derecha (desviación hacia la derecha), o de mano Izquierda (desviación hacia la izquierda), y los dos contraríeles según su ubicación en el aparato de vía, son de mano izquierda y de

mano derecha.

Foto 18.3


Figura 18.2 – Partes de un ADV


18.2.3. El Cambio

Los componentes fundamentales del cambio son los dos conjuntos Aguja-Contraguja (1/2 juego).

El cambio permite el desdoblamiento de los rieles mediante unos elementos móviles llamados Agujas. Existen dos posiciones de la aguja respecto al riel adyacente, llamado Contraguja, en una establece contacto con él y en la otra se separa para dejar paso libre a la pestaña de la rueda.

Una aguja toma una posición y la otra aguja la otra, es decir, simultáneamente, salvo en la operación de maniobra, una aguja debe estar acoplada, en contacto con su contraguja y la otra abierta, no acoplada.

El extremo mecanizado y libre de la aguja se denomina Punta, mientras que el extremo opuesto, no mecanizado y que se conecta con los carriles de unión, se denomina Talón.

El comienzo del ADV queda determinado por la junta del Contraguja y no por la punta de la Aguja.

Las agujas de los cambios pueden accionarse mediante diversos procedimientos manuales, mecánicos, hidráulicos o eléctricos, que las desplazan simultáneamente o con un pequeño intervalo de tiempo. Una vez acoplada la aguja, su inmovilidad sobre la contraguja se mantiene mediante un dispositivo de seguridad, proceso que se denomina Encerrojamiento. Durante su movimiento, las agujas resbalan sobre silletas corredizas engrasadas hasta adaptarse perfectamente a la contraguja correspondiente.

Foto 18.4


Un cambio puede ser tomado por la circulación desde la punta, en cuyo caso tomara la dirección impuesta por la posición de las agujas, o por el talón. En este caso, si el cambio ha sido debidamente maniobrado, la circulación encontrara la vía abierta, pero si no es así, se encuentra el cambio cerrado para dicha vía y las pestañas de las ruedas se introducirán entre la aguja y la contraguja, obligando a su separación, rompiendo la barra de tiro que mantenía la correcta separación entre ambas agujas. Se dice entonces que el cambio ha sido taloneado (primero, parte o deforma la barra de tiro y luego separa las agujas).

Figura 18.3 – Movimiento de los vehículos

El talonamiento de un cambio corriente no provoca necesariamente el descarrilamiento del tren que lo produce; pero si este retrocede, si se puede producir, sobre todo si el cambio no ha sido rebasado por toda la longitud del tren, por causa de tomar parte de la vía directa y la vía desviada.


18.2.4. El Cruzamiento

El Cruzamiento es el elemento del desvío donde se produce la superposición de los caminos recorridos.

Figura 18.4

Se conoce como Corazón la unión de los dos carriles que se interseccionan. Los hilos de la vía directa y de la vía desviada forman, al cortarse, la llamada punta del corazón.

El punto PM (Punta Matemática) marca la intersección teórica de ambos hilos; el punto PR (Punta Real) materializa el principio de la unión de los dos rieles.

La Punta Real del corazón suele estar rebajada para conseguir un suave ascenso de la rueda.

Figura 18.5


Es la parte del cruzamiento más solicitada, por los continuos golpes que recibe .

Denominaremos Talón del corazón al extremo del corazón que coincide con el final del desvío.

Para permitir el paso de las pestañas de las ruedas se introduce una discontinuidad en ambos carriles, espacio vacío que se denomina Laguna.

Se llaman Patas de Liebre a la prolongación que presentan los carriles para permitir sostener a la rueda, rodando por el extremo exterior de la llanta cuando la pestaña atraviesa la laguna.

Figura 18.6

La distancia entre las caras activas del corazón y la correspondiente pata de liebre o entre contrariel y riel recibe el nombre de Entrecalle o Huella.

Los contraríeles tienen por misión asegurar el guiado doble de la rueda de un eje al atravesar la opuesta por la laguna, evitando el descarrilamiento del vehículo y el deterioro del corazón. Tanto los contraríeles como las patas de liebre se abren en sus extremos para encauzar las ruedas que los abordan, evitando así los choques frontales.

Foto 18.5 – ADV simple Desviación Izquierda Foto 18.6 – ADV simple Desviación Derecha

Foto 18.7 – ADV simple Desviación Simétrica


18.3. Cruces y Slips

18.3.1. Clasificación

Cruces Rectangulares Cruces Oblicuos (Diamantes) Cruces Curvos

Cambio de unión doble (Slip Dobles) Cambio de unión simple (Slip Simple)

18.3.2. Cruces Rectangulares

Pueden ser de intersección de vías del mismo o distinto ancho (trocha). Los elementos de que constan son:

Cuatro Cruzamientos en ángulo recto

Cuatro Contracarriles

Un Contrariel interior de contorno cerrado

Otras piezas Los cruzamientos de estos cruces pueden fabricarse con rieles ensamblados o tipo monobloque.

Foto 18.8 – Cruce de igual trocha Foto 18.9 – Cruce de diferente trocha


18.3.3. Cruces Oblicuos (Diamante)

Igual que las anteriores pueden ser de distinto o del mismo ancho (trocha). Los elementos constituyentes son:

Dos cruzamientos agudos

Dos cruzamientos dobles - obtusos

Rieles

Otras piezas menores

Figura 18.7

Foto 18.10 – Cruce Diamante

18.3.4. Cruces Curvos

Es aquella que proporciona el cruce de una vía recta con una curva o bien en cruce entre dos vías curvas. Tienen elementos constituyentes idénticos a los del apartado anterior.

Figura 18.8


18.3.5. Cambio de unión doble interior (Slip Doble)

Este tipo de aparato es la combinación de un Cruce Oblicuo y elementos de Desvíos Simples.

Permite la circulación en cuatro direcciones y sustituye a dos desvíos ordinarios enfrentados.

Como su longitud es del orden de la mitad de la que ocuparían aquellos, son de gran utilidad en los casos de falta de espacio.

Están formados por:

Dos cruzamientos dobles – obtusos

Dos cruzamientos simples – agudos

Cuatro pares de agujas – 4 juegos de agujas-contragujas

Rieles y otras piezas menores

Figura 18.9

Foto 18.11 – Slip Doble


18.3.6. Cambio de unión sencillo (Slip Simple)

Este tipo de aparato permite la circulación en tres direcciones.

La forma constructiva es idéntica a la anterior.

El empleo de este tipo de slip, como los dobles, esta desaconsejado, salvo para aquellos casos en los que la falta de espacio compense los enormes gastos de conservación y reparación que conllevan.

Figura 18.10

Foto 18.12 – Slip Simple


18.4. Otros aparatos de vía

Además de los desvíos simples, existen otra serie de aparatos que permiten el paso y la maniobra entre vías. Los más destacables son:

Enlace entre vías

Mesas giratorias

18.4.1. Enlace entre vías

Tienen por misión la de unir dos vías adyacentes. Según la forma en planta de las vías que se pretenden comunicar, pueden ser:

Enlace simple: Permite el paso de una a otra vía, en un sentido

Enlace cruzado (Slip tipo tijera): Permite el paso en los dos sentidos

Figura 18.11

Foto 18.13 – Enlace simple Foto 18.14 – Enlace cruzado


18.4.2. Mesas giratoria

Muy utilizados en playas o depósitos de locomotoras, permiten orientar el material en la dirección deseada y enfilar sobre una vía a otras que están dispuestas en abanico alrededor del aparato. Estos elementos ocupan poco espacio, pero tienen el inconveniente de que solo pueden cambiar un vehículo cada vez.

Foto 18.15 – Mesa giratoria en Patio Parada

Foto 18.16 – Mesa giratoria en Patio Parada


18.5. Planos de diferentes Desvíos Simples

Plano 18.1 – ADV 1:8 / aguja 15´ / Riel 54 E1 – R260


Plano 18.2 – ADV 1:10 / aguja 18´ / Riel 54 E1 – R260


Plano 18.3 – ADV 1:10 / aguja 15´ / Riel 100 Lbs B.S.R.


Plano 18.4 – ADV 1:10 / aguja 18´ / Riel 100 Lbs B.S.R.


18.6. Valores Teóricos

18.6.1. Sobreancho de Trocha

RADIO (m) SOBREANCHO (mm)

150 13

200 10

250 8

300 6

350 4

400 3

450 2

500 0 Tabla 18.1

18.6.2. Medidas de punta real de corazones agudos a la intersección

ANGULOS DE CORAZONES RIEL DE 85 LBS. DE PUNTA REAL A PUNTA TEORICA

1:6 96 mm

1:8 128 mm

1:10 159 mm

1:12 191 mm

ANGULOS DE CORAZONES RIEL DE 100 LBS. DE PUNTA REAL A PUNTA TEORICA

1:6 96 mm

1:8 128 mm

1:10 159 mm

1:12 191 mm Tabla 18.2


18.6.3. Medidas de las Coordenadas y Abscisas según el Radio, Angulo y Longitud en Desvíos Simples

Tipo Riel AnguloRadio

(m)

Longitud

Aguja

(m)

Longitud

Cruzamiento

(m)

Largo

Teorico

(m)

Largo

Total

(m)

ABCISAS

(m)

ORDENADAS

(m)

5,080 1,362

5,080 1,037

5,080 0,583

5,080 1,364

5,080 1,041

5,080 0,581

5,952 1,364

5,952 1,015

5,952 0,567

6,206 1,360

6,206 1,035

6,206 0,580

5,952 1,339

5,952 1,009

5,952 0,561

6,206 1,355

6,206 1,030

6,206 0,577

7,251 1,339

7,251 1,011

7,251 0,561

7,251 1,339

7,251 1,011

7,251 0,561

38,611

100 Lbs BSR 4°45´49´´ 450 5,486 (18 Pie) 6,229 34,49 38,611

100 Lbs BSR 4°45´49´´ 450 4,572 (15 Pie) 6,229 34,49

32,176

100 Lbs BSR 5°42´38´´ 300 5,486 (18 Pie) 5,905 30,31 34,106

100 Lbs BSR 5°42´38´´ 300 4,572 (15 Pie) 5,905 28,38

5,905 28,38 32,176

85 Lbs 522A 5°42´38´´ 300 5,486 (18 Pie) 5,905 30,31 34,106

5,905 24,89 28,686

100 Lbs BSR 7°7´30´´ 200 4,572 (15 Pie) 5,905 24,89 28,686

ADV 1:12

ADV 1:12

85 Lbs 522A 7°7´30´´ 200 4,572 (15 Pie)

85 Lbs 522A 5°42´38´´ 300 4,572 (15 Pie)

ADV 1:8

ADV 1:8

ADV 1:10

ADV 1:10

ADV 1:10

ADV 1:10

Tabla 18.3


10N: 2,75 m

8N: 3,00 m

5N: 3,25 m

4N: 3,50 m

4N: 3,75 m

3N: 4,00 m

3N: 4,25 m

4N: 4,50 m

2N: 4,75 m

Durmientes - Distribución

12N: 2,75 m

10N: 3,00 m

6N: 3,25 m

5N: 3,50 m

4N: 3,75 m

4N: 4,00 m

4N: 4,25 m

3N: 4,50 m

1N: 4,75 m


18.6.4. Medidas de los rieles y durmientes utilizados en los D. Simples

Figura 18.12 – Posición de los rieles

ADV 1:8 – 85 Lbs 522A o 1N: 12,192 m Curvo Interno

o 1N: 12,192 m Recto Interno

o 1N: 9,144 m Recto Externo o 1N: 9,144 m Curvo Externo o 1N: 5,086 m Curvo Interno o 1N: 5,017 m Recto Interno o 1N: 4,481 m Recto Externo o 1N: 4,366 m Curvo Externo

ADV 1:8 – 100 Lbs BSR o 1N: 12,192 m Curvo Interno


o 1N: 9,144 m Recto Externo o 1N: 9,144 m Curvo Externo Tabla 18.4 o 1N: 5,104 m Curvo Interno o 1N: 5,010 m Recto Interno o 1N: 4,476 m Recto Externo o 1N: 4,366 m Curvo Externo

ADV 1:10 – Aguja 15 Pie o 1N: 12,192 m Curvo Interno



Tabla 18.5

Curvo Externo

Recto Externo

Recto Interno

Curvo Interno


13N: 2,75 m

11N: 3,00 m

6N: 3,25 m

5N: 3,50 m

5N: 3,75 m

4N: 4,00 m

4N: 4,25 m

3N: 4,50 m

1N: 4,75 m


9N: 2,75 m

10N: 3,00 m

8N: 3,25 m

7N: 3,50 m

5N: 3,75 m

4N: 4,00 m

6N: 4,25 m

6N: 4,50 m





Tabla 18.6




Tabla 18.7

ADV 1:12 – Aguja 18 Pie o 1N: 12,192 m Curvo Interno o 1N: 12,192 m Recto Interno o 1N: 12,192 m Recto Externo o 1N: 12,192 m Curvo Externo o 1N: 11,037 m Curvo Interno o 1N: 9,144 m Recto Interno o 1N: 4,601 m Recto Externo o 1N: 4,556 m Curvo Externo

Tabla 18.8

9N: 2,75 m

9N: 3,00 m

7N: 3,25 m

6N: 3,50 m

5N: 3,75 m

4N: 4,00 m

6N: 4,25 m

6N: 4,50 m



18.6.5. Medidas de los rieles y durmientes utilizados en los Cruces

Cruzamiento Diamante sin Slip o 2N: 5,56 m Cruzamientos Obtusos

o 2N: 5,905 m Cruzamientos Agudos

o 8N: 7,62 m Rieles o 2N: 5,801 m Contraríeles Mano Derecha o 2N: 5,801 m Contraríeles Mano Izquierda

Tabla 18.9 Cruzamiento Diamante con Slip simple

o 2N: 3,67 m Juegos de aguja derecha

o 2N: 3,67 m Juegos de aguja izquierda


o 2N: 5,56 m Cruzamientos Obtusos

o 2N: 8,052 m Contra-agujas Mano Derecha

o 2N: 8,052 m Contra-agujas Mano Izquierda

o 2N: 5,801 m Contraríeles Mano Derecha

o 2N: 5,801 m Contraríeles Mano Izquierda

o 1N: 11,477 m Riel Tabla 18.10 o 4N: 7,62 m Rieles o 1N: 5,529 m Riel o 2N: 2,968 m Rieles

Cruzamiento Diamante con Slip doble o 4N: 3,637 m Juegos de aguja derecha

o 4N: 3,637 m Juegos de aguja izquierda

o 4N: 7,62 m Juegos de contragujas derecha

o 4N: 7,62 m Juegos de contragujas izquierda


o 2N: 5,56 m Cruzamientos Obtusos

o 2N: 11,477 m Rieles

o 2N: 5,529 m Rieles Tabla 18.11

o 4N: 2,968 m Rieles


7N: 3,00 m

6N: 3,25 m

6N: 3,50 m

6N: 3,75 m

6N: 4,00 m

8N: 4,25 m

8N: 4,50 m

4N: 4,75 m


9N: 3,25 m

10N: 3,50 m

10N: 3,75 m

4N: 4,00 m

6N: 4,25 m

8N: 4,50 m

1N: 4,75 m


19N: 3,50 m

10N: 3,75 m

4N: 4,00 m

6N: 4,25 m

8N: 4,50 m

4N: 4,75 m


18.6.6. Medidas principales

Distancia entre el principio del cambio y el punto de interacción de ejes = trocha. Denominador del ángulo de cruzamiento.

PC = Principio del Cambio

I = Punto de Intersección de los ejes

FC = Fin del Cambio

ADV 1:8 – 100 Lbs BSR

Con aguja de 15´

α = 7° 09´ 10´´

Plano T.N. 8600


Con aguja de 15´

α = 5° 43´ 29´´

Plano T.N. 8610


Con aguja de 18´

α = 5° 43´ 29´´

Plano T.N. 8610


Con aguja de 15´

α = 4° 45´ 49´´

Plano T.N. 8620


Con aguja de 18´

α = 4° 45´ 49´´

Plano T.N. 8620

PC 13,024 I 23,277 FC

36,301

PC 15,334 I 23,277 FC

38,611

PC 12,421 I 16,265 FC

28,686

PC 14,499 I 19,607 FC

34,106

PC 12,569 I 19,607 FC

32,176


18.7. Croquis demostrativos

Figura 18.13


Figura 18.14

Figura 18.15


Figura 18.16


Figura 18.17

Figura 18.18


Figura 18.19

Figura 18.20


Figura 18.21

Figura 18.22


4.5

0

V14.96

45.22

14.9645.00 14.50

5.7

10

6°

DETALLE 1

CURVA DE ENLACE PARA

ADV 1:10 (según plano NCA n° 175)

Pu

nta

de

rie

l sto

ck

F.C.

Eje de vía principal

Eje vía 2°

Pu

nta

de

aguja

13.50

I.C.

CROQUIS S/ESCALA

18.8. Curvas de enlace

ADV 1:10

Figura 18.23

Figura 18.24

ADV 1:8

Figura 18.25

Figura 18.26


ADV 1:12 – R: 4,50 m – entrevía 4,20 m

Figura 18.27

Figura 18.28

ADV 1:12 – R: 4,00 m – entrevía 4,50 m

Figura 18.29

Figura 18.30

CROQUIS S/ESCALA

CROQUIS S/ESCALA

4°4

5'4

9"

23,277

50,4

16,63150,575

10,667

27,298

4,2

16,63

Ic 31 125346

FC

4°4

5'4

9"

23,277

54

18,71654,187 30,91

4,5Ic 31

12534612,194

18,716 FC

23,277


18.9. Enlace de Vías Paralelas con Desvíos Sencillos

X = Entrevía en (m) L = Distancia entre ambos baricentros de los ADV en (m)

= Angulo de desviación (1:8 – 7°7´30´´); (1:10 – 5°42´38´´); (1:12 – 4°45´48´´) Siempre o casi siempre conocemos el valor de X La desviación se elige y nos queda como incógnita el valor de:

Tg α = X / L L = X / Tg α

L = X * N° (de la desviación) 1:8 Tg 7°7´30´´ = 0,125 = 1/8 1:10 Tg 5°42´38´´ = 0,100 = 1/10 1:12 Tg 4°45´48´´ = 0,833 = 1/12

18.9.1. Ejemplo 1 – ADV 1:8 – 15´ – X = 4,50 m

L = X * N° (de la desviación) = 4,50 m * 8 = 36 m L = 36 m Para conocer la longitud total del enlace LT = L + 2 * 12,421 m = 36 m + 2 * 12,421 m LT = 60,842 m

7°7

'30" (1

:8)

L = 36

X =

4,5

12,42116,265

7°7

'30" (1

:8)

16,26512,421

LT = 60,842

Eje Vía 1

Eje Vía 2


L = 42

X =

4,2

19,60714,499

LT = 70,998

Eje Vía 1

Eje Vía 2

14,49919,607

5°4

2'3

8" (1

:10)

5°4

2'3

8" (1

:10)

18.9.2. Ejemplo 2 – ADV 1:10 – 18´ – X = 4,20 m

L = X * N° (de la desviación) = 4,20 m * 10 = 42 m L = 42 m Para conocer la longitud total del enlace

LT = L + 2 * 14,499 m = 42 m + 2 * 14,499 m = 70,998 m 71 m LT = 71 m

18.9.3. Ejemplo 3 – ADV 1:12 – 18´ – X = 4,35 m

L = X * N° (de la desviación) = 4,35 m * 12 = 52,20 m L = 52,20 m Para conocer la longitud total del enlace

LT = L + 2 * 15,334 m = 52,20 m + 2 * 15,334 m = 82,868 m 82,87 m LT = 82,87 m

L = 52,2

X =

4,3

5

23,27715,334

LT = 82,868

Eje Vía 1

Eje Vía 2

23,277

4°4

5'4

9" (1

:12)

15,334

4°4

5'4

9" (1

:12)


18.10. Forma de determinar la Distancia entre Corazones de una Vía de enlace

E = X – 2*t L = (X – 2*t) * N° (desviación del ADV) Para E = X se trabaja con ejes de vías paralelos y ejes de los ADV X = Distancia en ejes de ambas vías (m) t = Trocha, en nuestro caso 1,676 m E = X – 2*t = (m) para poder considerar Tg α = E / L L = E / Tg α = (X – 2*t) / Tg α L = (X – 2*t) * N° (desviación del ADV) Se calculara el Ejemplo 2 (ADV 1:10 – 18´ – X = 4,20 m) E = 4,20 m – 2*1,676 m = 0,848 m L = 0,848 m * 10 = 8,48 m L = 8,48 m entre P.M. de ambos corazones

LT = L + 2*(long. Teórica) + 2*0,991 m =

LT = 8,48 m + 2*30,31 m + 2*0,991 m = 71,082 71 m LT = 71 m Ambos procedimientos se pueden usar Es más recomendable trabajar con los ejes de Vías y ADV

t

LT

t

L

X

. E


18.11. Cambios de Trocha Mixta

18.11.1. Cambios Mixtos tanto en directa como en desviada

Cuando es necesario el ingreso de trenes con trocha diferentes, se diseñan vías con trocha mixtas – 3º riel – trocha 1,676 (ancha) – 1000 (métrica). Es así que se fabrican ADV que contemplan todas las posibilidades que se pueden dar en un trazado de vías en playas y/o enlaces.

Tenemos cuatro posibilidades para cambios mixtos tanto en directa como en desviada, y otras posibilidades que contemplan distintos tipos de enlaces.

Citaremos las cuatros alternativas que contempla el plano TN 8910 (Cambio de trocha mixta con desviación 1:8 para la trocha ancha).

Caso A - Desviación Derecha - Riel común izquierdo (trocha angosta a la izquierda)

Figura 18.27

Caso B - Desviación Derecha - Riel común derecho (trocha angosta a la derecha)

Figura 18.28

Caso C - Desviación Izquierda - Riel común izquierdo (trocha angosta a la izquierda)

Figura 18.29


Caso D - Desviación Izquierda - Riel común derecho (trocha angosta a la derecha)

Figura 18.30

Estos ADV se los construye con los siguientes componentes metálicos:

3 Nº ½ Juegos de 15’ armados: Aguja de 4,572 m, Contraguja de 8,052 m, según el caso de que se trate tenemos que definir las manos de estos ½ juegos.

Ejemplo: para el Caso A: 1 Nº ½ juego M.I. y 2 Nº ½ juegos M.D.

1 Nº Corazón agudo armado con desviación 1:8. M.D. y/o M.I. según del caso de que se trate.

Ejemplo para el Caso A: 1 Nº Corazón 1:8 M. D. (que desvía la trocha ancha).

1 Nº Corazón agudo armado con desviación 1:10,2. M.D. y/o M.I. según el caso de que se trate.

Ejemplo para el Caso A: 1 Nº Corazón 1:10,2 M.D. (que desvía la trocha angosta).

1 Nº Corazón obtuso armado 1:12,6 que se usa para poder traspasar el intercalario recto de trocha ancha y curvo de la trocha angosta.

Todos los corazones deben ser protegidos con contraríeles y como puede observarse en el plano TN 8910 para el Caso A, se necesitan:

Para proteger el corazón 1:8: 3 Nº contraríeles

Para proteger el corazón 1:10,2: 3 Nº contraríeles, circulación por trocha angosta y desviada por ancha

Para proteger el obtuso: 2 Nº contraríeles, circulación por trocha ancha y angosta.

El cambio descripto puede tener otros tipos de variantes cuando se suprimen componentes internos del ADV.


Foto 18.17 – Caso C

Foto 18.18 – Caso C


18.11.2. Enlaces entre trocha mixta con ancha y trocha mixta con angosta.

Caso 1:

Desviación Derecha

Directa Mixta

Desviada Ancha

Riel común izquierdo

Trocha angosta a la izquierda Figura 18.31

Se suprimen 1 Nº ½ juego, el corazón obtuso y los contraríeles de protección.

Caso 2:

Desviación Izquierda

Directa Mixta

Desviada Ancha

Riel común derecho

Trocha angosta a la derecha Figura 18.32


Caso 3:

Desviación Derecha

Directa Mixta

Desviada Ancha

Riel común derecho



Caso 4:


Directa Mixta

Desviada Ancha




1:8

1:10.2

1:8

1:10.2

1:8

1:10.2

1:8

1:10.2


Caso 5:

Desviación Derecha

Directa Mixta

Desviada angosta



Se suprimen 1 Nº ½ juego y los contraríeles de protección.

Caso 6:


Directa Mixta

Desviada angosta

Riel común derecho


Se suprimen 1 Nº ½ juego y los contraríeles de protección.

Caso 7:

Desviación Derecha

Directa Mixta

Desviada angosta

Riel común derecho


Se suprimen 1 Nº ½ juego, el corazón 1:8, el corazón obtuso y los contraríeles de protección.

Caso 8:


Directa Mixta

Desviada angosta




1:8

1:10.2

1:12.6

1:8

1:10.2

1:12.6

1:10.2

1:10.2


18.11.3. Enlaces trocha ancha con angosta y trocha angosta con ancha

Caso 9:

Desviación Derecha

Directa Mixta a Ancha

Desviada angosta



Se suprimen 2 Nº ½ juego, el corazón 1:8 y los contraríeles de protección.

Caso 10:



Desviada angosta

Riel común derecho


Se suprimen 2 Nº ½ juego, el corazón 1:8 y los contraríeles de protección.

Caso 11:

Desviación derecha


Desviada angosta

Riel común derecho



Caso 12:



Desviada angosta




1:10.2

1:12.6

1:10.2

1:12.6

1:10.2

1:10.2


Caso 13:

Desviación Derecha

Directa Mixta a angosta

Desviada Ancha




Caso 14:



Desviada Ancha

Riel común derecho



Caso 15:

Desviación Derecha


Desviada Ancha

Riel común derecho



Caso 16:



Desviada Ancha




1:10.2

1:10.2

1:12.6

1:8

1:12.6

1:8


Foto 18.19 – Caso 4

Foto 18.20 – Caso 13


18.12. Control y vigilancia del sector del cambio, “los dos ½ juegos de agujas y sus accesorios”

18.12.1. Verificar estado metálico de las dos contragujas y las agujas

Los desgastes laterales y/o las melladuras, afectan a ambos, y por su continuo o prolongado uso puedan comprometer la circulación, especialmente en las puntas de las agujas de la vía desviada, cuyo desgaste se manifiesta por la huella de la pestaña en la pendiente de rodamiento del hongo, y los deterioros por las melladuras en la parte superior de la punta de las agujas.

Además si los defectos se incrementan, pueden favorecer el montaje de la pestaña ya sea nueva o un poco gastada.

El desgaste recomendable debe estar en el entorno de 70º - 60º

El ángulo no debe ser inferior a 60°

Angulo < 60º = La aguja debe ser reemplazada

Independientemente de la rotura de su punta

El ángulo más comprometido se verifica a los 60 cm de la punta

Se utilizan dos calibres, uno con una graduación de 60º y otro de 70º

Los valores medidos deben estar entre esos parámetros (60º-70º)

Es recomendable esmerilar y/o quitar con una lima las melladuras para una mejor medición del ángulo

Figura 18.47


Sabemos que la pendiente o ángulo de la rodadura debe estar en el orden de los 60º-70°, el desgaste modifica la rodadura y su inclinación límite se fija en los 60°, cuando está pendiente se ve sobrepasada, la aguja y/o el ½ juego del cambio debe ser reemplazada.

Procedimiento:

Se utilizan dos calibres, uno con graduación de 60º y otro de 70º

Se mide a los 60 cm de la punta (sector con ángulo más comprometido)

Se esmerila o quita las melladuras para una mejor medición del ángulo

ESTADO BUENO - Desgaste recomendable - Angulo entre 60º-70º - luz libre en sector inferior

ESTADO MALO - Si el Angulo < 60º - no hay luz libre en sector inferior Foto 18.21

Figura 18.48

ESTADO BUENO ESTADO MALO


18.12.2. Controlar desgastes o roturas de punta de agujas

Especialmente en: Agujas colocadas para la vía desviada

Talones de agujas gastados

Bulones mal ajustados o faltantes

Eclisas gastadas

Las puntas de agujas rotas se pueden recuperar mediante relleno con el aporte de soldadura eléctrica, completándose con el correspondiente esmerilado.

Procedimiento:

Se observa la punta de aguja y se mide su rotura con regla

Se anota en planilla el valor de rotura tanto longitudinal como de altura

ESTADO BUENO – Sin roturas

ESTADO REGULAR – Pequeñas roturas

ESTADO MALO – Rotura > 8 cm de longitud y 3 cm de altura

Foto 18.22

Desgastes y roturas en agujas

Foto 18.23


18.12.3. Observar la existencia de rebabas en puntas de agujas

Procedimiento:

Se deberá eliminar utilizando esmeriladoras y/o discos gastados.

ESTADO BUENO: Punta de agujas sin rebabas

ESTADO REGULAR: Principio de rebabas

ESTADO MALO: Rebabas que impiden el cierre normal o causan inconvenientes al paso de las pestañas

En planilla se tachan las que no corresponde según el estado

Foto 18.24

Rebabas en punta de agujas

Foto 18.25


18.12.4. Verificar estado de ambos rieles contra aguja, en puntas y talones

- Ajustes y colocación de bulones faltantes

- Desgastes verticales excesivos más de 4 mm del hongo,

Rieles contra agujas de menor altura que las agujas, permiten la rotura de la punta de aguja de la vía desviada

Procedimiento:

Se deben ajustar y colocar los bulones faltantes

Se verifica los desgastes verticales excesivos en sector de cierre de la aguja (40 cm antes y después de la punta)

Se mide con regla/escuadra y sonda, se anota en planilla el valor obtenido

ESTADO BUENO: Sin desgaste, nivel Contraguja = Aguja

ESTADO REGULAR: Desgaste vertical entre 0 - 4 mm

ESTADO MALO: Desgaste vertical > 4 mm en comparación a la aguja

Foto 18.26

Foto 18.27

Un excesivo desgaste lateral del riel contra aguja en sector de cierre de la aguja,

(40 cm, antes y después de dicha punta), no permite un cierre adecuado, y ante el caso de alguna pestañas gastadas se podría producir un descarrilamiento.

No debe reemplazarse y colocarse agujas nuevas sin reemplazar el riel contraguja,

principalmente si presenta desgastes verticales de consideración, mayores de 4 mm.

Contra aguja

con desgaste


18.12.5. Controlar en sector de puntas de agujas

- Las Aberturas de puntas de agujas

- Las Cotas de protección = 108 mm con una tolerancia de +3 mm y –0 mm.

Las agujas deben encontrarse libres de obstrucciones que impidan sus desplazamientos laterales y cierres perfectos con los rieles contra agujas, a efectos de poder evitar interferencias al paso de las pestañas.

Procedimiento:

Verificar las Cotas de protección = 108 mm.

Se tiene una tolerancia de +3 mm y –0 mm.

Medir con regla/calibre y anotar en planilla el valor medido.

Observar que las agujas estén libres de obstrucciones que impidan sus desplazamientos laterales y cierres perfectos con los rieles contra agujas.

ESTADO MALO: Si no cumple con las cotas específicas.

Foto 18.28

Figura 18.49


18.12.6. Controlar cota de libre pasaje del cambio en talones de agujas

Menor distancia entre el talón de agujas y el riel contra agujas.

Procedimiento:

Verificar la menor distancia entre el talón de agujas y el riel contra agujas.

La distancia debe ser: - Mínimo 55 mm - Máximo: 60 mm

ESTADO MALO: Si no cumple con las cotas especificas

Figura 18.50

Foto 18.29

Mínimo 55 mm

Máximo 60 mm


18.12.7. Controlar la distancia de la apertura de punta agujas a patín del riel contraguja.

Procedimiento:

Medir con regla/calibre la distancia y anotar en planilla el valor obtenido

La distancia debe ser: - Mínimo 20 mm - Máximo: 25 mm

ESTADO MALO: Si no cumple con las medidas especificadas

Foto 18.30

Figura 18.51

Mínimo 20 mm Máximo 25 mm


18.12.8. Controlar la nivelación de juntas.

- de talones de agujas Especialmente en Vía desviada

- de talones de rieles contra agujas

Al presentar desniveles importantes, en estas juntas se produce un efecto nocivo sobre la puntas de estas agujas, hasta producir su rotura.

Procedimiento:

Se controla la nivelación en talones de agujas

Se controla la nivelación en puntas de rieles contragujas

Verificar especialmente en la Vía desviada

ESTADO BUENO: Sin desniveles

En planilla se coloca que esta OK

ESTADO MALO: Desniveles importantes que producen efectos nocivos sobre la punta de estas agujas hasta producir su rotura

En planilla se coloca si el golpe es pequeño, mediano o grande

Foto 18.31

Juntas en talón

de agujas

Juntas en

talón de rieles

contra agujas


18.12.9. Observar las fijaciones del sector del cambio.

Deben estar en buenas condiciones para asegurar la fijación de los componentes metálicos con la correspondiente seguridad.

Procedimiento:

Observar el estado de todas las fijaciones

ESTADO BUENO: Están en buenas condiciones para asegurar la fijación de los componentes metálicos con la correspondiente seguridad

ESTADO REGULAR: Algunas pueden faltar o estar en condiciones regulares

ESTADO MALO: Muchas fijaciones faltantes o rotas y en malas condiciones

En planilla se tachan las que no corresponde según el estado

18.12.10. Observar y controlar la lubricación de las silletas corredizas.

Esto se realiza para facilitar el deslizamiento de las agujas sobre dichas silletas cuando las mismas sean accionadas.

Procedimiento:

ESTADO BUENO: Buena lubricación que facilita el deslizamiento de las agujas sobre dichas silletas cuando las mismas sean accionadas.

ESTADO REGULAR: Puede existir alguna silleta mal lubricada.

ESTADO MALO: Problemas en el desplazamiento de las agujas sobre las silletas por falta de lubricación.

En planilla se tachan las que no corresponde según el estado.

Foto 18.32


18.12.11. Verificar y/o escuadrar un ADV

Tomar la longitud total del ADV

Verificar escuadra en ambos lados

Tener en cuenta la presión sobre la punta de aguja ya que la mueca debe tener entre

20 – 25 mm

Para conseguir la escuadra se realizara el corte de diferencia regulando luces

Reemplazar riel para no dejar cupón al final

18.12.12. Los bulones de los talones de agujas deben estar siempre ajustados correctamente

Procedimiento:

Controlar los bulones que están colocados de la parte de los rieles Intercalarios bien ajustados

ESTADO REGULAR: Bulones mal ajustado

ESTADO MALO: Bulones faltantes

Controlar los bulones de los talones de agujas apenas ajustados para permitir el desplazamiento de las agujas cuando estas sean accionadas

ESTADO MALO: Bulones excesivamente ajustados que no permitan el accionamiento y cierre correcto de las agujas

Anotar en planilla si falta algún bulón

Foto 18.33

Bulones apenas ajustados

Bulones bien ajustados


18.13. Conservación del sector del cruzamiento o cruzada

Está compuesto por: El corazón armado con todos sus accesorios

Los dos contraríeles armados.

18.13.1. Controlar el ajuste y colocar los bulones faltantes en las juntas de punta y talones del corazón y de los contraríeles

En los contraríeles no deben faltar los tres bulones que ajustan los tacos de separación centrales, frente a la punta real del corazón:

Debe verificarse y de ser necesario debe nivelarse las juntas de la punta y talón del corazón.

Procedimiento:

Se verifica si faltan o están en mal estado los bulones en las juntas de la punta y talón del corazón.

En contraríeles se controla que no falten los tres bulones que ajustan los tacos de separación centrales, frente a la punta real del corazón

Se anota planilla si faltan los bulones en punta, talón y contraríeles

18.13.2. Controlar el ajuste y colocar los bulones faltantes.

- garganta del corazón

- punta del corazón

- sector intermedio

- talón del corazón

Los bulones que deben ser repuestos en forma inmediata son los de la garganta, punta del corazón y centrales de los contraríeles frente a la punta del corazón, sectores proclives a provocar accidentes.


I – 2 bulones en garganta del corazón o cruzamiento de 191 x 25,4 mm II – 3 bulones en punta real de corazón: 1 de 254 x 25,4 mm 1 de 267 x 25,4 mm 1 de 273 x 25,4 mm III – 4 bulones en sector intermedio del corazón: 2 de 95 x 25,4 mm 1 de 318 x 25,4 mm 1 de 324 x 25,4 mm IV – 5 bulones en talón de corazón: 1 de 419 x 25,4 mm 1 de 438 x 25,4 mm 1 de 158 x 25,4 mm 1 de 165 x 25,4 mm 1 de 178 x 25,4 mm

Figura 18.52 - Bulones para corazón armado 1:10 / Riel de 100 Lbs. BSR


18.13.3. Observar y verificar si la punta real del corazón se encuentra.

- alineada con respecto a la vía principal, primero en forma visual.

- para una correcta alineación se debe utilizar un hilo de nylon o tanza

De comprobarse defectos en su alineación se debe informar en forma inmediata para su normalización.

Procedimiento:

Primer Paso: En forma visual observar si la punta real del corazón esta alineada con respecto a la vía principal.

ESTADO BUENO: A simple vista se verifica una correcta alineación

ESTADO MALO: Parecería no existir una correcta alineación, se procede al siguiente paso para verificar

Segundo Paso: Se verifica la correcta alineación utilizando un hilo de nylon o tanza

ESTADO BUENO: Se comprueba que está en correcta alineación

ESTADO MALO: Posee defectos en su alineación

En planilla se anota si fue verificada visualmente o con tanza y el resultado obtenido

Foto 18.34


18.13.4. Desgaste máximo en patas de liebres generados por la rodadura

Altura ≤ 6 mm

Se mide con regla y/o escuadra y sonda a 10 cm de la punta real del corazón

Procedimiento:

Se mide con regla/escuadra y sonda a 10 cm de la punta real del corazón

ESTADO BUENO: Altura ≤ 6 mm

ESTADO MALO: Altura > 6 mm

En planilla se coloca el valor obtenido

Foto 18.35

ALTURA ≤ 6 mm

10 cm


18.13.5. Observar el desgaste en la punta real del corazón

Procedimiento:

Observar si la punta real se ve afectada por una incorrecta o modificada cota de protección.

Observar si la rama desviada genera un desgaste que comprometa la punta.

Observar si el desgaste de la pata de liebre es excesivo, ya que facilita que se produzca fuerte golpe de las llantas sobre la punta real del corazón.

ESTADO BUENO: Punta real en perfecto estado.

ESTADO REGULAR: Desgaste que puede ser corregido a través de aporte de soldadura eléctrica y esmerilado.

ESTADO MALO: Desgaste que requiere que la punta sea reemplazada.

En planilla se anota si se sacó la foto a la punta real.

Foto 18.36 – Estado Bueno

Foto 18.37 – Estado Malo


18.13.6. Desgaste lateral del riel en la rama desviada

Angulo ≥ 60º

Foto 18.38

Los corazones ensamblados se recuperan con relleno y/o aporte de soldadura eléctrica con material de aporte apropiado con la recuperación de la banda de rodadura mediante un prolijo esmerilado.

Si el conjunto del corazón se encuentra bien fijado con durmientes en buen estado y con desgaste moderado de la nariz de corazón lo más recomendable es relleno y esmerilado in situ.

Si alguna de las patas de liebres esta fisurada y/o rota (reparada con eclisaje provisorio), este corazón por más que reúna condiciones de recuperación en sus sectores aplastado no es recomendable dejarlo en servicio.

Procedimiento:

Se utiliza el calibre con graduación de 60º

ESTADO BUENO - Angulo ≥ 60º

ESTADO MALO - Angulo < 60º

La medición se realizara donde se observe un mayor desgaste

En planilla se anota si se realizó la medición y el lugar donde se realizó referenciado con algún elemento

Foto 18.39


18.13.7. Se debe controlar el correcto ajuste del corazón armado.

Procedimiento:

Se Ajusta los bulones de amarre (fang)

Se coloca los bulones faltantes y su clip respectivo, especialmente en la punta del corazón, por la falta o rotura de los bulones tipo fang

En planilla se anota si existen bulones Fang faltantes o en mal estado

ESTADO BUENO: Corazón armado bien ajustado

ESTADO MALO: Corazón armado mal ajustado

18.13.8. Verificar la nivelación de los 3 durmientes debajo de la punta real del corazón y garganta

Procedimiento:

Controlar la nivelación de los 3 durmientes debajo de la punta real del corazón y garganta

En planilla se anota si están nivelado o no

ESTADO BUENO: Durmientes nivelados correctamente

ESTADO MALO: Durmientes desnivelados que provocan el corte o rotura de los bulones fang, con el consiguiente riesgo al paso de los trenes

Foto 18.40

Durmientes debajo de la punta real del corazón y garganta


18.13.9. Controlar la cota de protección de la punta real del corazón

Procedimiento:

Controlar la cota a 10 cm de la punta real del corazón y a 15 mm de profundidad, anotando en planilla el valor medido

Verificar: Mínimo: 1,636 mts

Máximo: 1,641 mts

Normal: 1,638 mts

ESTADO MALO: No cumple con las cotas especificas

Foto 18.41

Min: 1636 mm

Max: 1641 mm

Min: 1636 mm

Max: 1641 mm

Abertura Min: 40 mm

Abertura Max: 45 mm


18.13.10. Observar desgastes de los rieles acodados.

El riel acodado es el que tiene relación directa con la cota de protección de la punta del corazón y del desgaste de la punta y lo más afectados son los que trabajan en la desviada del ADV.

La medidas de abertura entre riel de corrida y riel acodado

Mínimo: 40 mm

Máximo: 45 mm

Una abertura mayor de 45 mm comienza a afectar la cota de protección.

Si la huella llega a los 50 mm, el conjunto de riel de corrida y acodado debe ser reemplazado

Es aún más peligroso si con esa huella se verifica desgaste en la entrada y/o en el sector acodado de acompañamiento

Procedimiento:

Realizar el control de las aberturas en los rieles acodados

Se realizan 3 mediciones en concordancia con los durmientes centrales del contrariel

En planilla se anotan las tres medidas por contrariel teniendo en cuenta de anotar en sentido del cambio

ESTADO BUENO: - Mínimo: 40 mm - Máximo: 45 mm

ESTADO REGULAR: Abertura mayor de 45 mm, comienza a afectar la cota de protección.

ESTADO MALO: Abertura mayor a los 50 mm, el conjunto de riel de corrida y acodado debe ser reemplazado

Figura 18.53


18.13.11. Controlar la cota de libre pasaje (dimensión “A”) de los cruces a escuadras o cruces diamante

Procedimiento:

Verificar: - Cota mínima de 1,592 mts

- Cota máxima de 1,598 mts

- Cota del libre pasaje es igual a la trocha teórica (dimensión “T”) menos dos luces entre el riel y el contrariel

ESTADO MALO: No cumple con las cotas especificas

A

T Foto 18.42


18.13.12. Verificar los desgaste en los rieles Intercalarios

Procedimiento:

Se utiliza el calibre con graduación de 60º

La medición se realizara donde se observe un mayor desgaste

ESTADO BUENO - Angulo ≥ 60º

ESTADO MALO - Angulo < 60º

Foto 18.43


18.14. Planilla de Verificación de ADV en campo.

VERIFICACION DE ADV EN CAMPOADV = DESV. = Tg = long aguja =

UBICACIÓN = Sentido = tipo riel = long ADV =

FOTOS =

EST. BUENO izquierda derecha

1.1Estado metalico de Agujas /

Contragujas (a 60 cm de punta)angulo 60°-70° cumple = / cumple = /

1.2Desgastes o roturas de puntas de

agujas

rot. < 8cm Long

rot. < 3cm Alt

Long =

Alt =

Long =

Alt =

1.3Existencia de rebabas en puntas

de agujasSin rebaba

1.4Est. rieles contraguja en puntas y

talones (a 40 cm de punta)

Desgaste Vert.

= 0 mmDesg. Vert. = Desg. Vert. =

1.5 Aberturas de las puntas de agujas 108 - 111 mm cota = cota =

1.6Cota de libre pasaje del cambio

en talones de agujasdistancia =

55 - 60 mmdist = dist =

1.7Apertura de punta de aguja a

patin del riel contragujadistancia =

20 - 25 mmdist = dist =

1.8 Estado de las juntas sin desnivelesaguja =

contraguja =

aguja =

contraguja =

1.9 Fijaciones del sector del cambiobuena

condición

1.10 Lubricación de silletas corredizasbuena

lubricación

1.11 Bulones de los talones de agujastodos los

bulones

fijos faltan =

moviles faltan =

fijos faltan =

moviles faltan =

2.1Bulon, juntas de punta, de talon

del corazón y contrarielesbulones

cant 6 o 4

2.2Bulones en el corazón (garganta,

punta real, intermedio y talon)

bulon: I=2, II=3,

III=4, IV=5

2.3 Alineación de la punta real alineación ok visual = tanza =

2.4Desg. máx patas de liebres gen.

por rodadura (10 cm de punta)altura ≤ 6 mm pata izq alt = pata der alt =

2.5 Desgaste punta real del corazón estado perfecto

2.6Desgaste lateral del riel en la

rama desviada (sector desgaste)angulo ≥ 60°

2.7 Ajuste del corazon armado bien ajustado tiene - faltan = no tiene =

2.8Nivel 3 Dtes debajo de punta real

del corazon y gargantacorrecto nivelado

2.9Cota protec. punta real corazón

(10 cm punta - 15 mm prof.)cota =

1636 - 1641 mmcota = cota =

2.10Desgastes de los rieles acodados

(medir aobre los 3 dtes centrales)

abert. =

40-45 mmabert = / / abert = / /

2.11Cota libre pasaje de cruces a

escuadra ( a 10 cm de la punta)

cota =

1592 -1598 mmcota = cota =

3.1 Desgaste rieles intercalarios angulo ≥ 60° cumple = cumple =

4.1Cantidad de durmientes a

reemplazar

4.2 Nivelación

4.3 Cajones colmatados

4 - OTRAS VERIFICACIONES

1 - SECTOR DEL CAMBIO

2 - SECTOR DEL CRUZAMIENTO O CRUZADA

3 - SECTOR DE LOS RIELES INTERCALARIOS

estado =

faltan =

estado foto =

nivelado =

lubricacion =

faltan =

punta = talon = contrariel =

I - faltan = II - faltan =

III - faltan = IV - faltan =

cumple = /

cumple = /

mucha poca nada

Bueno

mucha poca nada

Regular Malo

Bueno Regular Malo

Capítulo 19 La Vía sin Juntas


19.1. La vía sin juntas

19.1.1. Introducción

La técnica de construir vías sin juntas o lo que denominamos riel largo soldado (RLS) es una extensión lógica del montaje de los rieles (vía clásica con juntas) sin cala o luz, con las consecuencias de que a altas temperaturas del riel estos entran en compresión.

Las vías con rieles cortos cuando la temperatura del riel supera a la temperatura de cierre, es decir, se neutralizan las luces y la vía entra en compresión y su dilatación es impedida o dificultada por las fijaciones entre riel y durmiente y la contención y rozamiento del conjunto por el perfil de balasto. Esto funciona bien cuando las calas están correctas y la vía puede compensar la fuerza de compresión generada por el aumento de la temperatura del riel. Cuando las luces son insuficiente, la compresión de los rieles se inicia a menor temperatura de riel y puede llegar a generar compresiones que no son admisibles y producir deformaciones, torceduras y/o pandeo con las consecuencias lógicas de descarrilo. (Tratado en el capítulo 17 – Pandeo y/o torceduras de vía).

En las vías sin juntas – RLS, es necesario una neutralización a temperatura denominada neutra entre 32ºC a 35ºC a la cual no se generan en los rieles esfuerzos longitudinales, encontrándose en estado de equilibrio.

Cuando la temperatura supera este límite, comienzan las tensiones de compresión (alargamiento del riel) iguales a las que aparecerían en una vía con juntas. A la inversa cuando la temperatura desciende los rieles son sometidos a tensiones de tracción (acortamiento del riel) ídem a la vía con juntas, cuyos valores se deben situar dentro de las tensiones admisibles del acero del riel.

El cálculo de estas tensiones que se generan por temperatura del riel, se demuestran en las formulas siguientes.

El riel dilatándose libremente está representado por la fórmula:

ΔL = α * L* Δt

ΔL – es la variación de longitud del riel a la temperatura final y/o considerada.

α = 0.0000115 (1/ºC) - representa el coeficiente de dilatación lineal del acero del riel.

L – longitud del riel a la temperatura inicial.

Δt – es la variación de la temperatura respecto de la temperatura inicial del riel en ºC.

Si al riel se le aplica una fuerza f en la dirección longitudinal del riel y en sentido opuesto que se

oponga a la dilatación, bajo la acción de la variación de la temperatura, se puede reducir este movimiento e incluso anular.

f = E * A * α * Δt

E – es el módulo de elasticidad del acero – 2.100.000 Kg/cm².

A – es la sección del riel en (cm²).


Ejemplo:

Δt = 40ºC

A = 63,30 cm² - riel de 100 Lbs BSR

Aplicamos la fórmula:

f (100Lbs) = 2.100.000 Kg/cm² * 63.30 cm² * 0.0000115 (1/ºC) * 40ºC

= 61.147,80 Kg

= aprox. 61,15 Tn

Situación que ocurre en la parte central de un RLS con riel de 100 Lbs. BSR, con una variación de la temperatura del riel de 40ºC, la fuerza es equivalente a 61,15 Tn.

Esta fuerza es directamente proporcional a la sección del riel, es decir que a mayor sección el esfuerzo es mayor.

La tensión (cociente de la fuerza por el área del riel) es de:

f/A = σ = E * α * Δt = 24,15 kg/cm2 * Δt

= 24,15 Kg/cm² (por cada grado de variación de la temperatura).

Para una variación de 40ºC la tensión es:

σ = 24,15 Kg/cm² * 40ºC = 966 Kg/cm² < σadm de acero del riel

Esfuerzos de dilatación de los rieles en vía sin juntas RLS

Tabla 19.1

Tipo de riel Sección

(cm2) Tensión

(Kg/Cm²) Fuerza * °C (Kg) σ (40ºC) Fmax adm (Tn) Δt = 40ºC

U60 76,80 24,15 1854,72 966 74,19 40

U 54 69,34 24,15 1674,56 966 66,98 40

U 50 64,82 24,15 1565,40 966 62,61 40

100 Lbs. BSR 63,30 24,15 1528,70 966 61,15 40

90 ARA 56,90 24,15 1374,14 966 54,97 40

85 Lbs. BSR 53,87 24,15 1300,96 966 52,04 40

85 Lbs. 522a 52,79 24,15 1274,88 966 51,00 40


19.1.2. Definición de riel largo soldado – RLS

Definimos como RLS a todo riel cuya longitud es tal que se tiene una zona central fija que no sufre ninguna dilatación o contracción cualquiera sea la variación de la temperatura. Esta zona del RLS queda prácticamente fija, las tensiones por temperatura del riel alcanzan los valores más elevados a temperaturas extremas, bajas máxima contracción y altas máxima compresión.

Para que estas tensiones de compresión o de tracción queden dentro de valores admisibles es preciso fijar a los rieles a una temperatura conveniente y tomar precauciones especiales durante los trabajos de conservación que puedan modificar condiciones que afectan la estabilidad de la vía.

A ambos lados de la zona central (donde los movimientos longitudinales están prácticamente impedidos) y en una longitud variable que no sobrepasa los 150 m, tenemos las zonas de respiración, por consiguiente los movimientos más importantes se generan en estas dos zonas que debemos contrarrestar con los dispositivos de dilatación DD o los aparatos de dilatación AD.

La fijación de los rieles a los durmientes y la contención de los durmientes con el balasto se

deberán oponer y/o contrarrestar al libre desplazamiento. La resistencia resultante r del

balasto es de 1 tonelada/metro de vía cuando la vía se encuentra ya estabilizada.

Esto nos permite calcular la longitud de las zonas de respiración del RLS.

X = 2 * E * A * α * Δt / r

X – longitud de la zona de respiración en metros

E – módulo de elasticidad del acero en Kg/cm²

A – Área del riel en cm²

α = 0.0000115 1/ºC - representa el coeficiente de dilatación lineal del acero del riel

Δt = Variación máx. de temperatura extrema y temperatura neutra de liberación en ºC

r – resistencia del balasto – se toma un valor experimental de 1000 Kg/m

X (100 Lbs BSR) = (2*2.100.000 Kg/cm² *63.30 cm² *0.0000115 *40ºC) / 1000 Kg/m = 122.30 m

X = 0,0483 * A * Δt - podemos calcular para distintas perfiles de rieles

Tipo de riel Secc. (cm²) A Δt = 40ºC X (Long Respiración en m)

U60 76,80 40 148,38

U 54 69,34 40 133,96

U 50 64,82 40 125,32

100 Lbs. BSR 63,30 40 122,30

90 ARA 56,90 40 109,93

85 Lbs. BSR 53,87 40 104,08

85 Lbs. 522a 52,79 40 101,99

Tabla 19.2


19.1.3. Longitud mínima del RLS

Definimos como longitud mínima de un riel largo soldado como el doble de la longitud de respiración, el RLS debe ser mayor a 300 m.

Esta longitud no tiene un carácter impositivo porque su propia deducción indica que si no se cumplen las hipótesis en que están fundadas, los resultados no son válidos.

La 1º hipótesis es que la variación de la temperatura máxima del riel es de ± 40ºC.

La 2º hipótesis es que la resistencia de la vía sea de 1 Tn/m, lo cual es un valor medio experimental, con una vía con buen perfil transversal y buena compactación en los cajones de balasto se puede obtener resistencias mayores, lo que hace disminuir notablemente la longitud de la zona de respiración.

En regiones en que el clima no posee temperaturas extremas se puede considerar una temperatura máxima menor y también disminuye la longitud de la zona de respiración.

19.1.4. Liberación de tensiones

Se entiende por liberación de un riel largo soldado RLS, una operación que tiene por objeto permitir su libre dilatación para anular todas las tensiones internas que puedan existir.

Se la debe realizar simultáneamente en ambos rieles y de una sola vez la totalidad del riel largo soldado entre dos aparatos y/o dispositivos de dilatación, ya sea por fracciones si este es de gran longitud.

Esta operación como se verá por separado se pude realizar de tres formas distintas:

a) Con temperatura natural del riel.

b) por calentamiento artificial.

c) por tensión artificial, los tres métodos son aplicables.

19.1.5. Homogeneización de tensiones

Es una operación que tiene por objeto conseguir que una cierta longitud del riel largo soldado este a la misma tensión. Se trata de eliminar los máximos y/o mínimos de tensión en algunos puntos localizados, consiguiendo una repartición de tensiones uniforme a lo largo de todo el RLS.

Esta operación no necesita cortar el riel, consiste en aflojar las fijaciones del riel en toda la longitud a tratar, colocar rodillos cada 10 o 15 durmientes cuando esta longitud supera los 150 m (para longitudes menores no es necesario), dar golpes con mazas de plástico y después apretar nuevamente las fijaciones lo más rápido que se pueda para mantener constante la temperatura del riel.

Esta operación se realiza solamente en la parte central del RLS y nunca en la zona de respiración.


19.1.6. Medición de temperatura

Cuando se habla de temperatura siempre están referidas a la temperatura del riel, esta se puede medir de la siguiente forma:

Con un termómetro formado por un cupón de riel, en cuyo interior se aloja el termómetro propiamente dicho.

Con termómetros de imán de contacto colocados en el alma del riel en el costado en que no reciba directamente los rayos del sol. La lectura debe realizarse después de los 5 (cinco) minutos de su colocación.

Se definen las siguientes temperaturas:

a) Temperatura neutra – Tn

Se llama temperatura neutra en un punto del riel a aquella a la que no existen tensiones en dicho punto.

Solo cuando un riel está suelto y en disposición de deslizar libremente sobre rodillos y en condiciones homogéneas de ambiente puede hablarse de temperatura neutra de un riel que será la de todos los puntos.

b) Temperatura de fijación – Tf

Se llama temperatura de fijación de un RLS, total o parcial, a la temperatura de apretado de las fijaciones. Es la media aritmética ponderada de las temperaturas del riel observadas durante el ajuste de las fijaciones a lo largo de toda la longitud considerada.

c) Temperatura de liberación o de neutralización de un RLS o parte del mismo - Tl

Es la temperatura de sujeción y/o apriete de las fijaciones, después de todas las tareas inherentes a la liberación.

Se considera la media aritmética de las temperaturas máximas y mínimas que puede alcanzar un riel en la zona considerada aumentada en 5ºC.

Se admite una tolerancia en ±5ºC.

d) Temperatura de referencia, para una zona de vía - Tr

Es la temperatura de liberación o de fijación, de los dos rieles, sirviendo para determinar los límites para realizarse trabajos de conservación – Nivelación y alineación con equipos pesados MP.

e) Temperatura de regulación de los dispositivos de dilatación DD – Tdd

Es la temperatura en la que se regularon las calas o luces de las barras componentes de DD.


19.2. Condiciones a tener presenta para la construcción de un RLS

1. Plataforma: Debe ser estable, es decir, no sujeta a deformarse, en particular en zonas donde se produzcan hundimientos o de terraplenes insuficientemente compactados.

2. Rieles: Se pueden usar para la construcción o renovación de un RLS los perfiles citados en la Norma Técnica Nº 9.

UIC 60

UIC 50 o U36

85 B.S.A.

En las renovaciones que está realizando el Estado Nacional mediante ADFSE, se adoptó el uso del riel 54 E1 – R260 que son adquiridos en barras de 18 m y soldados in-situ mediante soldadura aluminotérmica y/o eléctricas a tope.

3. Durmientes

Durmientes de madera: En construcción de vía nueva o renovación pueden usarse durmientes de madera dura con espesor 0.12 a 0.15 cm con densidad de durmientes que oscilan entre los 1722 a 1667 Nº por kilómetros.

Durmientes hormigón monobloque o bi-bloque: Generalmente son separados a 60 cm entre ejes dando una densidad de 1667 Nº/km., pudiendo esta densidad ser disminuida hasta los 1550 Nº/km.

4. Fijaciones: Generalmente son de tipo elásticas, normalmente se colocan placas acanaladas de goma entre la base de asiento del durmiente y riel.

Fijaciones rígidas: En el caso particular cuando se renueva el riel sobre durmientes no renovados o con recambio parcial, se genera una incertidumbre con respecto a la eficacia de las fijaciones rígidas, originando la necesidad de colocar anclas en las siguientes condiciones:

4 anclas por durmientes de la siguiente forma

Un durmiente cada dos (2) en los 100 m, iniciales del RLS – zona de respiración.

Un durmiente cada tres (3) en los siguientes 50 m.

Un durmiente cada cuatro (4) en la zona central del RLS.

En el caso de que sea colocado el RLS con parte de fijación rígida y parte con fijación elástica, igualmente se recomienda colocar anclas, pudiendo variar las cantidades de acuerdo a la densidad de durmientes no reemplazados.

Las anclas deberán ser colocadas inmediatamente después de la liberación de tensiones. Si instalamos dispositivos de dilatación DD, tres barras de 18 m c/u y no poseen fijaciones elásticas, se le deberá colocar a los tres (3) durmientes centrales de cada una de las tres barras a razón de 4 anclas por durmiente.

5. Balasto: En renovaciones o construcción de una vía nueva, el balasto será de piedra partida cumpliendo con las especificaciones de la norma y con espesor y conformación del perfil tal lo indicado en el Anexo VII de la Norma Técnica Nº 9 de FA.


6. Cuidadosa construcción o montaje de la vía: Especialmente a lo referente a bateo, nivelación, alineación, compactado y perfilado para asegurar el buen estado de los perfiles longitudinal y transversal y las banquinas. Respetando los planos planialtimétricos de proyecto.

7. Cuidadosa neutralización de tensiones internas: Consiste en ser prolijos en la liberación de tensiones, aplicando todas las recomendaciones para que los rieles se dilaten libremente y se aprieten las fijaciones a la temperatura prescripta. Para que las tensiones que se generen por compresión o por tracción en los periodos de máximos calores o fríos queden dentro de los valores admisible.

8. Homogeneización de tensiones: Cuando esta operación sea necesario ejecutarse en algún sector del RLS (siempre en la zona central), deberá respetarse las secuencias de tareas.

9. Empalme de vía nueva a una clásica con juntas y durmientes de madera: Si por alguna razón debe empalmarse vía nueva sobre durmientes de hormigón con otra vía de rieles eclisados sobre durmientes de madera, es necesario que por lo menos, las cuatro (4) durmientes en adyacencias a ambos lados sean durmientes de madera.

19.3. Vías sin juntas en sectores particulares

19.3.1. Vías sin juntas en puentes

En los puentes de hormigón, con tablero cerrado cualquiera sea su longitud no hay restricciones para continuar con el RLS.

En cuanto a los puentes metálicos o de hormigón no balastados (tableros abiertos), el criterio es que los puentes no deben transmitir al RLS solicitaciones anormales debidas a su dilatación térmica y por otra parte, conviene que la vía sobre el puente no tenga juntas, para evitar el impacto en estas. Se definen los siguientes casos:

Puentes metálicos de un solo tramo, con luz menor a 20 m, se admite el RLS, cuando el puente queda fuera de la zona de respiración, el aparato de dilatación y/o dispositivo de dilatación debe quedar a más de 150 m del inicio del puente y en todos los casos con fijación elástica en la vía sobre el puente.

Puentes metálicos de un solo tramo, con luz mayor a los 20 m, debe estar la vía a ambos lados con AD o DD y con fijación elástica en los durmientes del puente.

Para puentes metálicos de varios tramos no se puede dar una regla general, debe ser motivo de un estudio especial o considerar que se debe interrumpir la continuidad de la vía continua.

19.3.2. Vías sin juntas en pasos a niveles

Como regla general el paso a nivel debe constituir un punto fijo y por eso debe estar fuera de la zona de respiración del RLS. A consecuencia de lo mencionada, los aparatos de dilatación o dispositivos de dilatación deberán estar a una distancia no menor a 150 m.


No obstante, si fuera absolutamente necesario y siempre como carácter excepcional, se puede reducir esta distancia hasta que quede, por lo menos, entre el AD o DD y el punto más próximo a la calzada del paso a nivel, una distancia igual a tres veces la longitud de vía equivalente al ancho del paso a nivel. Es decir se reduce considerablemente.

19.3.3. Juntas aislantes en vía sin juntas

En general, en un RLS, cuando se debe interrumpir el riel para generar un circuito eléctrico de vía, deben incorporarse juntas encoladas. Estas juntas no necesitan incorporar dispositivos o aparatos de dilatación y se pueden intercalar en cualquier punto del RLS.

Si por alguna circunstancia es necesario colocar una junta aislante común (no encolada), se debe proteger con aparato o dispositivo de dilatación. Los durmientes entre el aparato de dilatación y la junta aislante común deberán ser de madera, se les colocara anclas y los durmientes se arriostrarán. Tal lo indicado en la Norma Técnica Nº 10 – Anclaje de las juntas aisladas.

19.3.4. Aparatos de vía en vía sin juntas

Desvió simple con corazón de rieles ensamblados o corazón monoblock de los comúnmente instalados en nuestra red ferroviaria no están adecuados para ser incorporados al RLS, estos cambios deben ser protegidos con sendos aparatos de dilatación distanciados con una barra de 18 m desde la junta de AD a la junta del ADV a ambos lados, esta longitud de 18 m debe armarse con durmientes de madera y fijación elástica. De lo contrario colocar a ambos lado del ADV las tres barras de 18 m, formando el dispositivo de dilatación.

Si por alguno de los lados conecta con vía de rieles cortos, no necesita ninguna protección quedando con la misma calidad de vía.

Se construyen los desvíos tipo B y C con características modernas que se pueden incorporar soldando todos sus componentes a los RLS.

19.3.5. Vías sin juntas en estaciones

Se siguen las mismas prescripciones que en vía general, si bien por el hecho de estar la vía más protegida por el balasto y murete de andén, pueden realizarse RLS.

19.4. Causas que influyen en la estabilización de la vía

19.4.1. Influencia del balasto y de su compacidad

El anclaje o contención de los durmientes en el balasto, tanto en el sentido longitudinal como en el transversal, es el elemento preponderante de la estabilidad de las vías con RLS, por ello es indispensable tomar precauciones especiales en ocasión de la ejecución de todo trabajo que afecte la estabilidad de la vía (disminución de la compacidad del balasto, alteraciones del perfil de balasto, etc.). El personal interviniente debe siempre tener presente:

Que los perfiles de balasto normalizados deben respetarse.


Que una vía recientemente colocada, renovada, o modificada llega a su estabilidad definitiva de una manera progresiva.

Que todo trabajo que necesita un levante o desplazamiento de una vía en servicio, aunque fuera de poca importancia, provoca una desconsolidación durante un plazo más o menos largo. Por eso tales operaciones, cuando las condiciones de temperatura correspondientes no se cumplen, están estrictamente prohibidas, si no se establecen limitaciones de velocidad.

19.4.2. Influencia de los defectos del riel

Defectos de origen o accidentales de la alineación de los rieles (rieles torcidos o mal alineados en el momento de la ejecución de las soldaduras) pueden reducir localmente la resistencia de la vía armada con RLS y originar defectos de trazado que se acentúan cuando los rieles están en compresión. Por esto, debe prohibirse la incorporación en una vía sin junta, rieles que presenten defectos de alineación o soldaduras fuera de tolerancia. Es muy importante observar estos defectos en ocasión de los primeros calores en los que aparecen claramente. Se deben tomar todas las precauciones necesarias para no deformar el riel durante su manipuleo y realizar las soldaduras en la vía con el mayor cuidado posible.

En vías con barras cortas, si bien los esfuerzos de compresión térmica son menos elevados, pueden también producirse tensiones similares; más aún, las juntas bloqueadas, sobre todo cuando el asiento de los durmientes es deficiente o bien los rieles presentan rebabas en sus extremos, constituyen zonas de menor resistencia que conviene vigilar y corregir.

19.4.3. Influencia de la estructura de la vía

El tipo de riel (momento de inercia, peso por metro), la naturaleza de los durmientes, como así también la calidad de las fijaciones del riel a los durmientes, son parámetros que influyen en las condiciones de estabilidad de la vía.

19.4.4. Influencia de la calidad de la nivelación y alineación

Las irregularidades de la nivelación y de la alineación, la existencia de durmientes flojos (bailarines) disminuyen localmente la estabilidad de la vía.

19.4.5. Influencia del trazado o de las particularidades existentes

La presencia de curvas, aparatos de vía incorporados en los RLS, tableros dilatables de obras de arte metálicas o de hormigón que soportan la vía con o sin balasto, originan sobrecargas en las tensiones del riel, que modifican las condiciones de estabilidad de la vía.

19.4.6. Influencia de la temperatura de referencia del riel

Esta temperatura condiciona las tensiones máximas que se originarán en el RLS a las temperaturas extremas. Toda modificación posterior de la cantidad o de la distribución del metal del riel, origina una modificación de la temperatura de referencia.


19.5. Liberación de tensiones

19.5.1. Finalidad de la liberación de tensiones

Al montar y fijar la vía a temperaturas diferentes, las tensiones que se crean en los rieles son distintas en cada tramo de la vía y esto puede dar lugar a los siguientes problemas:

Pandeo (desplazamiento) de la vía por los esfuerzos de compresión en un tramo cuya temperatura de fijación o de liberación haya sido muy baja, incrementando el Δt a valores no admisibles.

Desplazamientos laterales diferenciales que producen serpenteo en el riel y que disminuyen la comodidad de los viajeros y la estabilidad de las cargas.

Incremento del riesgo de rotura del riel, si se suma a otras causas, en un tramo de vía cuya temperatura de fijación haya sido muy alta, incrementando el Δt a valores no admisibles.

La finalidad de la Liberación de Tensiones es conseguir que la temperatura de fijación de los rieles sea igual o muy parecida y que dicha temperatura quede situada entre ciertos límites para lograr que tanto los esfuerzos de compresión con temperaturas máximas como los de tracción con temperaturas mínimas, sean admisibles.

19.5.2. Condiciones necesarias para proceder a liberar tensiones

La vía sin juntas RLS, debe estar en su cota de proyecto, con todos sus levantes y perfectamente perfilada, compactada y con la estabilización requerida para estar en condiciones de proceder a la liberación de tensiones.

Se dice que una vía está estabilizada cuando sus elementos obtienen la resistencia máxima a los esfuerzos exteriores que tienden a deformarla.

Esta resistencia se adquiere progresivamente con la circulación de los trenes según una ley logarítmica (o sea, crece muy rápidamente al principio y más lentamente a continuación) y se estima que con el paso de 500.000 toneladas se logra la resistencia máxima, siendo normalmente suficiente que esta resistencia alcance el 90% de su valor máximo, que se obtiene con el paso de 100.000 toneladas.

La estabilización puede conseguirse de forma más rápida artificialmente, sea con la ayuda de un equipo que ejerce simultáneamente sobre la vía un esfuerzo estático y un esfuerzo dinámico de frecuencia comprendido entre 20 y 50 Hertz (estabilizador dinámico), o mediante el empleo de las compactadoras de cajas y banquinas.

19.5.3. Síntesis de condiciones necesarias para la liberación de tensiones

Para realizar la liberación de tensiones, se debe cumplir simultáneamente:

El estado geométrico de la vía es correcto, en particular el trazado.

La estabilización de la vía está cumplida.

Los perfiles de balasto conforman las exigencias establecidas en función del trazado y/o particularidades de la vía.


19.5.4. Síntesis de operaciones de liberación

Se efectúa en los dos rieles simultáneamente (con excepción, caso particular de reemplazo parcial de una sola fila de riel) y obligatoriamente cuando la vía se encuentra estabilizada.

Para su ejecución es necesario aflojar la fijación, retirar las anclas en caso de existir, colocar el riel sobre rolos y aplicar una acción de vibración sobre este de manera de reducir al mínimo los frotamientos.

A continuación, se retiran los rolos y se ajustan las fijaciones. Esto se debe ejecutar rápidamente a una temperatura lo más constante posible. La temperatura a que fue realizada esta operación es la que se considera temperatura de referencia, para la cual el RLS no presenta ningún esfuerzo interno.

El conocimiento de esta temperatura es indispensable para la determinación del entorno de temperatura entre las cuales son autorizadas las operaciones de conservación (puede ser necesario durante la vida de un RLS, proceder a una nueva liberación si se temiera que la temperatura de referencia hubiera variado notablemente).

19.5.5. Procedimientos de liberación de tensiones

La liberación de tensiones puede hacerse por:

Calentamiento solar de los rieles.

Calentamiento artificial de los rieles.

Tracción aplicada a las semi-barras largas.

Se recurre al calentamiento artificial o a la tracción por tensores hidráulicos si las condiciones atmosféricas no permiten tener la certeza de que la temperatura del riel quede comprendida en el entorno 25°C a 35°C durante la duración de la liberación y del ajuste de las fijaciones.

19.5.6. Ventajas e inconveniente de cada método

a) Calentamiento Solar

Ventajas:

No se necesitan aparatos especiales.

La temperatura de liberación es más homogénea.

Se puede emplear en curvas de radio reducido.

Inconvenientes:

Puede significar importantes pérdidas de tiempo en mano de obra y en el plazo de ejecución, ya que no se sabe a qué hora se dará la temperatura de liberación y, ni siquiera, si ésta se alcanzará a lo largo del día.

Entorpece durante mayor tiempo la circulación de los trenes y máquinas de trabajo ya que esta operación suele durar más tiempo.


b) Calentamiento Artificial

Ventajas:

Se puede hacer aunque la temperatura solar no alcance los valores de neutralización.

Se puede emplear en curvas de radio reducido.

Inconvenientes:

Es una operación peligrosa tanto en el manejo como en el almacenaje y transporte de las botellas de gases inflamables.

Se necesitan aparatos especiales que son más costosos que los de liberación por tracción.

La temperatura de fijación es poco homogénea.

Frecuentemente deteriora a causa del calor, los elementos deformables de la fijación (placas elásticas, plantillas, etc.).

No se puede efectuar con temperaturas superiores a las de neutralización.

Resulta más caro en mano de obra y en inversión y mantenimiento de los equipos y maquinarias.

c) Liberación por Tracción:

Ventajas:

Se puede hacer aunque la temperatura del riel no alcance los valores de neutralización.

No se necesita más personal que en la liberación solar. La inversión en equipamiento y maquinaria especial es menor que en el calentamiento artificial y su conservación de poca importancia.

Inconvenientes:

No se puede realizar con temperaturas superiores a las de neutralización, aun cuando se disponga de tensores aptos para comprimir.

Presenta dificultades de ejecución en las curvas de radio reducido.

Resumen: Cuando la temperatura del riel supera a la temperatura de neutralización, no es posible liberar la vía sin junta por ningún procedimiento.


19.5.7. Consideraciones comunes a todos los métodos de liberación de tensiones

1. Aflojar suficientemente las fijaciones y colocar el riel sobre rolos ubicados cada 10 a 15 durmientes, a lo largo de toda la longitud del RLS a liberar.

2. Hacer vibrar toda la parte del riel aflojado y simultáneamente colocado sobre rolos en toda su longitud, sea empleando vibradores aprobados, correctamente repartidos en toda la longitud de la barra y en cantidad suficiente, sea golpeando el riel a mano, a uno y otro costado del hongo con una maza de material que no dañe al riel (el empleo de una maza de acero está estrictamente prohibido).

Este último método exige distribuir los golpeadores a lo largo de cada fila de riel a liberar, a razón de un golpeador cada 150 metros de fila como mínimo.

En el caso de que la liberación se realice en la totalidad del RLS o sobre una fracción ligada al Aparato de Dilatación, Dispositivo de Dilatación ó Junta de Dilatación es necesario vigilar que no haya riesgo de cierre o bloqueo de estos conjuntos.

Si existe este riesgo la aguja solidaria al RLS y los extremos deben ser desviados antes de comenzar las operaciones enumeradas precedentemente.

En todos los casos, el engrase de las agujas de los Aparatos de Dilatación debe ser verificado y eventualmente efectuado.

3. Referencias fijas: Una liberación, sea cual fuere el método empleado, implica el referenciado de la posición de riel.

La posición inicial se indica con determinadas referencias trazadas sobre el riel en la zona del RLS a liberar o en su proximidad y a uno y otro lado de esta zona, debiendo poder ser reubicada si es necesario.

La referencia sobre el riel está constituida por una traza marcada sobre el patín. La referencia fija está constituida por una marca (o un punto) sobre un durmiente en las cercanías del patín del riel.

Todas las fijaciones de este durmiente y de los dos durmientes cercanos son netamente aflojadas.

Estas fijaciones serán ajustadas una vez terminados completamente los trabajos de liberación.


4. Anulación de los esfuerzos en la parte del RLS a liberar:

Preparación previa del sector de vía previsto para la liberación

Partiendo del punto de origen de la operación, que será designado como “punto O”, preparar las referencias fijas cada 50 metros sobre el durmiente más cercano y a lo largo de toda la longitud de la parte de la barra a liberar según esquema siguiente:

Figura 19.1

Esta referencia, destinada a permitir la medición (con precisión del milímetro) con relación a un punto fijo, de los alargamientos o acortamientos del riel, debe ser hecho con cuidado.

Distribuir los rolos y eventualmente, colocarlos a la espera.

Referenciar la ubicación de los detectores electrónicos, etc., en la zona de liberación para el caso de emplear calentamiento artificial, como así también todo otro dispositivo que pueda ser afectado por el calentamiento (detectores electromecánicos, condensadores, etc.)

Anulación de las tensiones luego del paso del último tren que precede el período de trabajo y retiro de la vía de la circulación

Partiendo del extremo de la parte a liberar, y dirigiéndose hacia el “punto O” proceder a un afloje suficiente de las fijaciones, para que no ejerzan ninguna presión sobre el patín cuando este apoye sobre los rolos (salvo los 6 durmientes adyacentes al “punto O”).

Colocar los rolos partiendo del extremo de la parte a liberar, a medida del avance del afloje de las fijaciones, y vibrar o golpear el riel según ya se ha indicado.

Finalizada la colocación sobre los rolos y luego de haber hecho vibrar toda la parte del RLS a liberar simultáneamente a lo largo de toda su longitud para estar seguro de la anulación de los esfuerzos, materializar la posición del riel mediante referencias en concordancia sobre el durmiente y sobre el patín del riel en las cercanías de los puntos 1, 2, 3, etc.

Anotar la temperatura del riel to.

Retirar por un agente de señalamiento los detectores u otros aparatos ubicados en el sector.

Punto "O" 1 2 3 4

Extremo del RLS50 m. 50 m.50 m.50 m.


5. Obtención de la temperatura nula del riel a la temperatura elegida:

Esta temperatura será la temperatura natural del riel si se ubica en el entorno 25°C, 40°C, o una temperatura cercana a 35°C si es necesario recurrir a un procedimiento artificial. A continuación:

1. Ajuste alternado de fijaciones del riel, a la temperatura elegida para obtener esfuerzos nulos, continuando con el vibrado de las partes del RLS aún sobre rolos.

2. Cálculo de la temperatura de liberación como se indica a continuación.

3. Regulación del extremo del RLS (Aparato de Dilatación, Dispositivo de Dilatación, Junta de Dilatación).

6. Determinación de la temperatura de liberación:

Cuando la liberación se efectúa con la ayuda de tensores hidráulicos: el riel se alarga siempre.

La temperatura de liberación tl es determinada con la ayuda de la fórmula:

tl = to + [a – S – (Do – Dó)] / 0,0115 * L

Siendo la abertura a generar:

a = 0,0115 * L * (35° - to) + (S – 1) + (Do + Dó)

En la que el término 0,0115*L*(35°-to), corresponde al alargamiento necesario del riel para obtener una temperatura neutra de 35°.

L: Longitud total a liberar en metros con tolerancia de 0,50 metros.

to: Temperatura del riel en el momento de marcar el sector a cortar.

S: Abertura a prever para la soldadura indicada por el proveedor de las porciones.

(Do + Dó): Total del desplazamiento de los extremos de las zonas ancladas en 0 y 0´ bajo el efecto de la tracción ejercida por el tensor hidráulico.

La cantidad 0,0115*L*(35°-to)+(S-1), se encuentra tabulada para un valor de S = 19 mm.

El valor (Do + Dó) también se encuentra tabulado en función del tipo de riel.

Observación: La temperatura del riel durante el proceso de dilatación es secundaria; lo fundamental es lograr la dilatación correcta.


19.5.8. Liberación de tensiones mediante el empleo de tensores

Nos permite obtener mediante tracción del riel, en el momento de la liberación, un estado de tensiones determinado, que corresponde a la temperatura de liberación (generar una dilatación artificial mediante alargamiento), siempre que:

Se opere a una temperatura inferior a la temperatura neutra buscada (<35°C).

Se efectúe en cada extremo de la longitud a liberar un anclaje suficiente del RLS denominado “zona de anclaje”.

Si el riel está totalmente libre, la tracción a aplicar es independiente de la longitud de la barra.

Las distintas etapas que este procedimiento requiere realizar, son las siguientes:

Elección de la longitud a liberar en una misma operación.

Constitución de los puntos fijos sobre los durmientes, a 50 metros de los puntos O y O´.

Ubicación del tensor.

Aflojar la totalidad de las fijaciones.

Dilatación libre del riel.

Dimensionado de la abertura central.

Materialización de las referencias.

Tensado o traccionado del riel mediante equipos hidráulicos.

Soldadura de las semibarras.

Apretado de las fijaciones.

Tolerancias y control de la neutralización por tracción del riel.


19.5.9. Elección de la longitud a liberar

La longitud a liberar queda limitada por los rozamientos del riel con el durmiente. Para disminuirlo se colocan rolos entre ambos. Tampoco se debe realizar en una sola operación si las barras provisionales están situadas en zonas soleadas y de sombra, salvo que sean de pequeña longitud.

La longitud máxima que se autoriza para liberar con este procedimiento es:

En recta y en curvas de radio mayor de 1.200 metros: semibarras de 600 metros.

En curvas de radio entre 500 y 1.200 metros: la longitud máxima de cada semibarra se establecerá por la siguiente fórmula:

Lsb = 250 + 0,5 * (R - 500)

En donde:

Lsb: Es la longitud de cada semibarra en metros

R: Es el radio de la curva en metros

En obras nuevas no deben emplearse tensores en las curvas con radio menos a 500 metros.

La liberación de tensiones se efectuará por el procedimiento solar o el de calefacción artificial.

Salvo en situaciones justificadas deben liberarse los dos rieles a la vez. Las longitudes máximas de las semibarras no se pueden incrementar en ningún caso, ni aún por compensación de la menor longitud que pueda tener la otra semibarra.

19.5.10. Constitución de puntos fijos o “Zona de anclaje”

La longitud z de anclaje es, como mínimo, la siguiente:

z = 2,8 * (35 – to) metros para rieles BS85A

z = 3,0 * (35 – to) metros para rieles U50

z = 3,5 * (35 – to) metros para rieles UIC60

Siendo to la temperatura del riel en el momento de la liberación.

Es necesario asegurarse del correcto ajuste de las fijaciones en la longitud z y en el caso de RLS con fijaciones rígidas, de haber colocado previamente en esta zona la cantidad de anclas dispuesta y completado el balasto, especialmente en los cajones y de ser posible compactarlo por apisonado.

Para todas las operaciones de liberación que no afectan los extremos del RLS, que no deben quedar a no más de 60 metros, la zona de anclaje está normalmente asegurada por las partes del RLS que limitan la zona a liberar. El durmiente designado como punto fijo debe tener las fijaciones aflojadas.


19.5.11. Ubicación de los tensores hidráulicos

Se situarán en los extremos de las dos semibarras a liberar que forman la abertura central.

Deben quedar aproximadamente centrados, por lo que ambas semibarras deben tener preferentemente igual longitud.

En caso de que no exista una junta (laguna), se efectuaría un corte al riel con sierra o disco abrasivo. Antes de proceder a la liberación deben soldarse todas las demás juntas que existan entre los dos puntos fijos.

Se considera que la longitud neutralizada de la barra tratada es la distancia entre los dos puntos fijos menos el espacio correspondiente a los 40 durmientes que se han dejado sin aflojar en los dos extremos de la barra (zona de anclaje). En consecuencia, es necesario solapar las zonas de neutralización como se indica en el siguiente croquis.

Figura 19.2 – Solape entre barras largas provisionales en las liberaciones parciales

Figura 19.3 – Solape entre barras largas provisionales en las liberaciones parciales

Corte en la ubicación del tensor, aproximadamente en el centro de la zona a liberar y en principio en una soldadura. Desplazar los rieles si la temperatura de colocación es inferior a la

temperatura to.

Si la temperatura de colocación fue superior a 35°C hay que prever falta de riel, siendo necesaria la incorporación de un cupón de 4 metros por lo menos.

19.5.12. Aflojado de fijaciones

Para evitar el pandeo del riel desclavado, se comenzará esta operación en la abertura central hacia los puntos fijos, aflojando las fijaciones hasta la mitad del enroscado de los tirafondos o tornillos (en ciertos tipos de fijaciones será necesario desclavar totalmente). Esta operación debe realizarse simultáneamente en las 4 semibarras. Para ello, es necesario disponer de un mínimo de cuatro máquinas tirafondeadoras.

P.3 P.2 P.1 P.0

50 m. 50 m. 50 m.

40 Durmientes con Sujeción Apretada

P.F.

AA

>20 Durmientes con Sujeción Bien Apretada

Junta o Punto

de Corte

5 Durmientes

ORIGEN de MEDICIONES

En este sentido

5 Durmientes

50 m.50 m.50 m.

40 Durmientes con Sujeción Apretada

>20 Durmientes con Sujeción Bien Apretada

ORIGEN de MEDICIONES

En este sentido

P.3P.2P.1P.0

P.F.

Zona LiberadaAnteriormente

P.F.

Zona a Liberar

P.F.´ P.F.

80

Durmientes

P.F."

Zona a LiberarPosteriormente

P.F."P.F.*

Zona LiberadaPosteriormente

80

Durmientes


19.5.13. Dilatación libre del riel

Para permitir que el riel dilate lo más libremente posible es necesario, además de aflojar las fijaciones, colocar rolos entre el riel y el durmiente y puesta en vibración del riel simultáneamente sobre toda la longitud durante esta operación, siendo paralizada la misma cuando no hay desplazamiento de los rieles. El golpeo de los rieles con las mazas (de madera o plástico) se realiza en sentido de la abertura central (laguna) hacia los puntos fijos y retorno. Se deben emplear un mínimo de 8 mazas, cuatro por cada semibarra.

19.5.14. Dimensionado de la abertura central

Tan pronto se termina de vibrar el riel se procede a tomar la temperatura to del riel. De estar

comprendida en la gama de neutralización (tl 5°C ó tl 3°C si la velocidad máxima es mayor o igual a 200 km/hora) se procederá a dimensionar la abertura central conforme al procedimiento de soldadura empleado. Inmediatamente después se soldará se apretarán las fijaciones según se indicara. La temperatura de liberación de la barra será la del riel en el momento de la soldadura. Si la temperatura to no está comprendida en la gama de neutralización la abertura del espacio a obtener tiene un valor “a” en milímetros que viene dado por:

a = 0,0115 * L * (35°C – to) + (S – 1) + b

En donde:

L: es la longitud total en metros a liberar (medida con tolerancia de 0,50 metros)

S: es la abertura a prever para la soldadura indicada por el proveedor.

b: es el desplazamiento total de los extremos de las zonas ancladas en O y O´ bajo el efecto de la tracción ejercida por el tensor hidráulico.

La cantidad (0,0115 *L *(35 °C – to) + (S – 1)) se encuentra tabulada para un valor de S = 19 mm.

El valor de b también se encuentra tabulado en función del tipo de riel.

Naturalmente la cantidad a cortar a una de las semibarras será la diferencia entre “a” y la separación real en dicho momento. Puede ocurrir que dicha separación real sea mayor que “a” en cuyo caso es necesario soldar un cupón de longitud mínima autorizada (4 metros).

19.5.15. Materialización de las referencias – marcado de los puntos fijos

Marcación de los puntos fijos sobre los durmientes cada 50 metros partiendo de los extremos O y hacia la parte central. Luego del corte y en estado de tensión nula del riel a la temperatura t0 se procederá a trasladar sobre el patín los puntos fijos marcados sobre los durmientes cada 50 metros, mediante una escuadra especial apoyada sobre el patín del riel y el durmiente. Estas marcas sirven para controlar el alargamiento del RLS en ocasión de ser traccionados con el tensor.


19.5.16. Tensado del riel

Terminada la marcación del riel y el dimensionado de la abertura central se procede a someter a las semibarras a un esfuerzo de tracción tal que estas alcancen la longitud que tendrían a la temperatura de neutralización. Durante el tensado hasta lograr el cierre de la abertura “a” se continúa vibrando los rieles sobre toda la longitud a liberar hasta obtener el valor (S+5) milímetros, momento en que es detenida la vibración.

Si el espacio de 5 mm no es obtenido sin tracción suplementaria en un plazo de un minuto es efectuada una tracción complementaria moderada.

Si el espacio obtenido después de la tracción se reduce y resulta inferior al espacio mínimo admitido para realizar la soldadura:

Ajustar las fijaciones a ambos lados del espacio sobre una longitud superior o igual a la

longitud de anclaje z.

Soltar la tracción del tensor.

Volver la laguna “a” al valor 5 milímetros con la ayuda del tensor para ejecutar la soldadura.

En este caso una homogeneización debe efectuarse en 50 metros a ambos lados de la soldadura.

Los esfuerzos necesarios en T (Tm) son:

Para riel 54 E1 – R260 - T = 1,675 (tn – t0)

Para riel 100 Lbs. BSR - T = 1,530 (tn – t0)

Para riel 90 ARA - T = 1,375 (tn – t0)

T = tracción a aplicar al riel expresada en toneladas.

tn = temperatura de neutralización

t0 = temperatura actual del riel

Para ello es necesario que la libre dilatación del carril no quede entorpecida por la fijación ni

por rozamientos y que a lo largo de la barra larga provisional la temperatura t0 sea homogénea.


Figura 19.4 – Esfuerzo para la liberación de tensiones


19.5.17. Soldadura de las semibarras

Conseguido el alargamiento de las semibarras previsto se procede a la soldadura de las juntas.

Los tensores del riel no deben retirarse hasta pasada media hora de la soldadura (mínimo 20 minutos) y una vez que estén apretadas las fijaciones como se indica a continuación.

19.5.18. Apretado de las fijaciones

Se comienza a apretar las fijaciones de la semibarra tan pronto se termina el tensado de los rieles. La operación es simultánea con la soldadura de la abertura central, de acuerdo con las siguientes prescripciones:

Se quitan los rolos y se reponen las placas intermedias que se hayan quitado anteriormente en dirección de la abertura central a los puntos fijos.

Se comienza a apretar las fijaciones treinta durmientes después de la abertura central a razón de un durmiente cada tres.

Veinte minutos después de soldar, se aprietan los 60 durmientes del entorno de la abertura central.

Una vez apretados estos 60 durmientes y uno de cada tres en un mínimo de 30 metros a cada lado se pueden retirar los tensores.

Se aprietan las fijaciones del resto de los durmientes.

Para realizar esta operación es necesario contar con 5 máquinas tirafondeadoras, 4 máquinas fijando las 4 semibarras y la restante apretando los 30 durmientes adyacentes a cada lado de las soldaduras.

Hasta que no esté apretada la fijación en uno de cada tres durmientes en todas las semibarras no se puede autorizar el paso de ninguna circulación, incluso máquinas y trenes de trabajo.

19.5.19. Tolerancias y control de la neutralización de tensiones del riel

Las tolerancias que se admiten en el recorrido de las marcas del riel cada 50 metros son:

En la primera marca: +3 mm. ; -1 mm.

En la diferencia entre dos marcas consecutivas: 2 mm.

En el recorrido total de las dos semibarras se debe ajustar a la temperatura de

neutralización ± 3°C, en vías con Vmáx 200 km/h y ± 5°C para velocidades menores.

El seguimiento y control de la operación de neutralización o liberación de tensiones, se deberán verificar que:

Las marcas cada 50 metros estén bien hechas.

La colocación de los tensores sea correcta.

La tensión que se aplica a las semibarras sea la que corresponde a la diferencia de temperaturas y al perfil del riel.

El recorrido de las distintas marcas esté dentro de las tolerancias.


El dimensionamiento de la abertura central “a” sea correcta tanto en reglaje como en ejecución.

Se haya establecido correctamente el impreso (llenado de planilla) de la liberación, con las particularidades de neutralización, la cabecera y su parte derecha, anotando especialmente todos los P.K., las temperaturas de partida y de liberación y el recorrido de todas las marcas y los puntos A.

Los cálculos estén bien hechos.

19.5.20. Caso de utilización del tensor en liberaciones sucesivas de varios tramos de un mismo RLS.

El RLS es cortado en n tramos que pueden ser liberados cada uno en una sola operación.

Figura 19.5

1. Liberación del Tramo L1 (se opera como se ha indicado anteriormente)

Sin embargo, después de la liberación de L1, sobre el durmiente con la marca O1 (lado de la liberación que sigue) el riel no es fijado al durmiente después de la liberación (como asimismo los dos durmientes que lo limitan) y una nueva referencia sobre el riel es marcada en coincidencia con la marca sobre el riel.

2. Liberación de los Tramos Siguientes

Figura 19.6

Una referencia fija O2´ es materializada sobre el durmiente cercano de O1 (a la izquierda del croquis) luego de anuladas las tensiones en L2.

La liberación del tramo L2 es efectuada como se ha indicado precedentemente. Si la referencia O1 (que normalmente se desplaza hacia la derecha del croquis) no retornó a su posición inicial

(con tolerancia 1 mm.) posteriormente es necesario efectuar una homogeneización sobre 50 metros a uno y otro lado del límite L1-L2.

Igualmente, sobre el durmiente O2 no es fijado el riel después de la liberación y una nueva referencia sobre el riel es materializada en coincidencia con la nueva marca sobre el durmiente.

Ln L4 L3 L2 L1

L3L2 L1

O2´

Sector no liberado. Sirve

como anclaje.

O2 O1

Sector ya liberado. Sirve

como anclaje.


19.5.21. Liberación de un RLS constituido por rieles de perfiles diferentes

No debe ser liberado, salvo en caso de incorporación de ADV, durante una sola operación, más que una longitud de RLS constituido por un solo perfil de riel.

En el caso en que el RLS esté constituido por rieles de perfiles diferentes, el punto O que separa dos sectores de liberaciones sucesivas será elegido en la soldadura de enlace.

19.6. Restablecimiento definitivo de la velocidad de la vía

La velocidad normal de la vía sin junta, puede ser restablecida sin restricción si son cumplidas las siguientes cuatro condiciones:

El perfil de balasto conforma las directivas pertinentes.

Los RLS han sido liberados reglamentariamente.

La nivelación complementaria ha sido efectuada.

La estabilización de la vía ha sido complementada.

19.7. Incorporación de un ADV soldado en el RLS

El ADV no es aflojado, siendo necesario operar a t0 15°C. Se pueden presentar los sig. casos:

19.7.1. ADV aislado unido provisoriamente por soldadura

El RLS a uno y otro lado del ADV se encuentra ya liberado:

Figura 19.7

Soldadura provisoria efectuada a to < 15°C

1. Marcar referencias fijas sobre los durmientes hasta 100 metros a ambos lados del ADV (0, 1, 2, 0´, 1´, 2´). Se recomienda efectuar la totalidad de las operaciones, primero de un lado del ADV, y después del otro lado. En el texto se indica el procedimiento a aplicar a un lado del ADV, debiendo tratarse de manera idéntica del otro lado.

2. Cortar en el Punto 2 y desplazar los rieles.

3. Aflojar las fijaciones, colocar sobre rolos y vibrar la longitud 2-0.

4. Materializar la abertura “a” en 2, a la temperatura to igual a:

a = 0,0115 * 100 * (35°C – to) + (S – 1) + ½ * b + L/200 * (35 °C – to)

2´ 1´ 0´

100 m.

ADV

100 m.

210

l

Zona

Liberada

Zona

Liberada


ADV

130 m. Riel U60

210U50U60

Los primeros dos términos de la fórmula salen de tablas, el tercer término debe tomarse igual a la mitad del valor dado por tabla (redondeado al mm. superior) y el último término se calcula sabiendo que L es la longitud del ADV (entre marcas 2 y 2´) en metros.

5. Materializar las referencias sobre el riel.

6. Colocar el tensor en 2.

Si se trata de ADV de gran longitud (tg < 0.083):

Reducir la abertura “a” al valor S + L/200 .*(35°C – to)

Ajustar fijaciones 2-0 (por lo menos partiendo de 2 sobre una longitud de vía igual a 2 veces la longitud de anclaje Z correspondiente a la temperatura to)

Reducir la abertura “a” al valor 5 mm. y soldar.

Si se trata de ADV cortos (tg = 0.125).

L/200 * (35°C – to) resulta muy pequeña. Reducir la abertura “a” al valor 5 mm., se suelda.

Observación: En 2-0, si la temperatura to 15°C, se tolera tener hasta 10 metros de riel de perfil diferente del correspondiente al RLS. Para una longitud superior, el punto fijo es fijado en el empalme de los perfiles.

Ejemplo:

Figura 19.8

19.7.2. ADV aislado unido provisoriamente mediante eclisas con grampas

Figura 19.9

El RLS a uno y otro lado del ADV se encuentra liberado. El proceso de incorporación es el mismo que el caso anterior, pero las referencias fijas son tomadas sobre 150 metros a uno y otro lado del ADV.

ADV

150 m.

320

l

Zona

Liberada 1

150 m.

0´1´3´ 2´

Zona

Liberada

Anclaje Provisorio

con Anclas


19.7.3. ADV aislado unido durante la liberación de los RLS que lo limitan

De cada lado del ADV la liberación de los RLS, debe ser detenida a una distancia comprendida entre 600 m. y 100 m. del ADV. Se procede a continuación como se describió en el caso 19.7.1, teniendo en cuenta la longitud real de vía a liberar a uno y otro lado del ADV, respondiendo al valor de la abertura “a” que surge como:

a = 0,0115 * 100 * (35°C – to) + (S – 1) + ½ * b + L/200 * (35°C – to)

19.7.4. ADV aislado (inicialmente limitado por AD, DD o JD) incorporado a los RLS después de eliminados los AD, DD o JD

Situación de origen:

Figura 19.10

Procedimiento de incorporación: a ambos lados del ADV el RLS existente es prolongado hasta la punta y el talón del ADV. La propia liberación es realizada desde los puntos O y O´ ubicados a 150 metros de los extremos del primitivo RLS según lo ya indicado en (c).

19.7.5. Dos ADV sucesivos, separados entre sí menos de 200 metros

Si dos ADV están separados más de 8 metros (distancia que posibilita la colocación del tensor) se procede como lo indicado en 19.7.1 y 19.7.2 para las zonas lado RLS. Entre los dos ADV el tensor está ubicado en el centro del cupón y la abertura a obtener en este caso es igual a:

a = 0,0115 * 100 * (35°C – to) + (S – 1) + ½ * b + (L + L´)/200 * (35°C – to)

Figura 19.11

Los empalmes de los RLS, son ante todo, realizados a uno y otro lado del conjunto de los dos ADV. La longitud entre ADV es liberada a continuación y la abertura es reducida al valor “S” en una sola operación.

Si dos ADV están a una distancia menor de 8 metros es necesario incorporar los ADV a la temperatura natural.

n´

ADV

150 m.

nAD-DD-JDRLS Liberado

O AD-DD-JDRLS Liberado

O´

150 m.

l

ADV ADVTensor

l > 8m. l´


19.7.6. Temperatura de referencia

La temperatura de referencia a considerar para el ADV y los 10 metros de vía a uno y otro lado del mismo es fijada arbitrariamente a 25°C.

La temperatura de liberación del RLS para la parte ubicada a vías de 100 metros del ADV está determinada como se indica en la planilla de liberación.

19.8. Regulación de la abertura de los aparatos de dilatación AD.

La regulación definitiva de los AD debe efectuarse cuando la vía está prácticamente estabilizada.

En el momento de la regulación, la distancia teórica entre las caras exteriores de los cojinetes,

fijados sobre los dos durmientes centrales, deberá ser ajustada a 2 mm. La abertura “C” a dar para la temperatura tg del riel en el momento de la regulación del AD está dada por la fórmula general:

C (mm) = 140 – 2 * tg con un máximo de 150 mm.

Figura 19.12


Se regula separadamente cada medio aparato. La cota “a” que corresponde a la barra regulada, será deducida de la abertura así calculada. (La cota “a” representa la distancia entre la cara exterior del conjunto cojinete-placa guía y el extremo de la aguja más cercana).

La regulación es efectuada, en lo posible, en ocasión de una liberación de tensiones del RLS.

En el caso de liberación por calentamiento artificial, se toma arbitrariamente tg = 30°C si la regulación del AD es efectuada simultáneamente con esta liberación.

19.9. Regulación del dispositivo de dilatación DD.

Figura 19.13

19.9.1. Colocación del dispositivo de dilatación DD.:

Las tres juntas J1, J2, J3 son ajustadas con una abertura definida de la siguiente manera, sea cual fuere el perfil de riel utilizado.

J (en mm.) = 15 – to/3

En donde to es la temperatura del riel en el momento de la regulación. Las juntas serán eclisadas; la J1 mediante grampa provisoria del lado del RLS.

19.9.2. Liberación del RLS:

La liberación es ejecutada a una temperatura ambiente entre 20-30 °C.

El RLS es desplazado lateralmente a la altura de la junta J1. Las fijaciones de los tres rieles del DD son aflojadas, y una vez liberado el RLS es cortado a sierra o disco de manera que la abertura acumulada de las tres juntas especiales J1+J2+J3 sea igual a:

J1 + J2 + J3 = 3 * (15 – t°/3) = (45° - t°) - (mm).

Siendo t° la temperatura del riel en el momento de la operación.

Esta abertura total es repartida por igual entre las tres juntas (J1, J2, J3). La junta J1 puede ser eclisada provisoriamente mediante grampa del lado del RLS, el que es a continuación agujereado para permitir el eclisaje normal. La junta J4 y siguientes son regularizadas según las normas en vigencia para rieles de longitud normal.

J4 J3 J2 J1Barras Normales RLS

Barras de Igual Perfil

Eventualmente

Riel Mixto


19.10. Regulación de junta de dilatación

La luz de colocación de la junta de empalme con una vía eclisada o con un aparato de vía eclisado será el que corresponde a una vía eclisada.

Para la luz de dilatación de la JD deben utilizarse las tablas en vigencia para vías eclisadas que figuran en la NTVO N°15 – Anexo 1b.

19.11. Homogeneización de tensiones

Esta operación tiene por objeto uniformar las tensiones en una zona en la que las mismas han sido perturbadas (inicialmente fijada a distintas temperaturas), pero sin afectar su valor medio.

Es decir, que la homogeneización debe hacerse cuando se tiene la seguridad de que la temperatura media ponderada del riel está dentro de la gama de neutralización.

Concretamente se efectúa en los siguientes casos:

Cuando en la liberación por tracción, han quedado uno o más tramos seguidos de 50 metros fuera de tolerancia, pero la suma algebraica de las diferencias de recorrido con el teórico entre ellas, o incluyendo tramos contiguos, está dentro de la tolerancia de 2 mm. cada 50 metros. Es admisible homogeneizar toda la barra (o semibarra), si dicha suma está dentro de la tolerancia antes descripta.

Cuando la liberación por calentamiento artificial, han quedado uno o más tramos de 50 metros fuera de tolerancia pero el siguiente es correcto.

La única zona donde se permite realizar la homogeneización es en la parte central del RLS, a no menos de 150 metros de los extremos. Para esta tarea no se requiere el corte del RLS, pero si se deben aflojar las fijaciones sobre la longitud del riel a considerar, colocando o no el riel sobre rolos según sea el mismo superior o inferior a 150 metros. Luego se procede a dar algunos golpes de maza (constituida por material que no dañe el riel) sobre el riel y luego ajustar las fijaciones a temperatura sensiblemente constante.

La homogeneización de tensiones debe ser efectuada sobre una vía estabilizada. Puede ser realizada a cualquier temperatura fuera de los períodos de grandes fríos o de fuertes calores

(tn – 25 °C ; tn + 15 °C)

19.12. Uso de planillas

Las planillas siguientes al igual que el ábaco se emplean para el cálculo de la abertura o laguna de acuerdo a:

a = 0, 0115 * 100 * (30°C – to) + (S – 1) + b siendo S = 19 mm.


Figura 19.14 – Dilatación de los carriles en milímetros


Figura 19.15 – Dilatación del carril en milímetros


Figura 19.16 – Dilatación del carril en milímetros entre la última marca y la cala central


Figura 19.21


19.13. Vigilancia e inspección de la vía sin juntas

19.13.1. Introducción

La causa que puede provocar los extremos térmicos (temperaturas máximas y mínimas que pueden llegar a tener el riel). Tracción a bajas temperaturas y compresión a altas temperaturas del riel, es necesario una especial inspección en ciertos puntos y en ciertas horas del día.

En los recorridos establecidos de inspección, el encargado de realizarlo (Inspector de vía, Controlador de vía, Asistentes Técnicos y Jefes de la Región), deberán prestar atención y observar en la vía sin junta – RLS, las siguientes particularidades:

Nivelación – puntos altos y bajos, que puedan ser motivos de inicio del movimiento vertical de la vía.

Alineación – desalineaciones e inicio de serpenteos, que puedan indicar el inicio de movimientos laterales de la vía.

Soldaduras fisuradas y o rotas, principalmente en época de temperaturas bajo cero del riel.

Aparatos de dilataciones y/o dispositivos de dilatación, verificar luces en juntas en DD y apertura de agujas en AD.

Desplazamiento del riel sobre los durmientes en las zonas de respiración.

Inicio de falsa escuadra en zona de respiración.

Inmediaciones de puntos singulares (P a N, Puentes, inicio de curvas de radio reducido, cambio de gradiente en el perfil longitudinal de la vía, etc.).

Si en el sector bajo análisis existen eclisados de rieles provisorios por roturas.

19.13.2. Vigilancia e inspección por alta temperatura del riel

Es necesario establecer una inspección especial cuando el riel supera los 40ºC, en los siguientes puntos:

1. En las zonas donde se han efectuado trabajos que afectan la estabilidad de la vía que no se han terminado por compactación del balasto.

2. En las zonas que se ha restablecido la velocidad normal de la línea sin haber liberado tensiones.

3. En zonas donde la plataforma no es suficientemente buena y es difícil mantener una buena nivelación y alineación de la vía.

En las zonas de vía sin junta donde no ocurre ninguna de las situaciones anteriores, la vigilancia debe comenzar cuando la temperatura supera los 55ºC.

Si en ambos casos la temperatura empieza a descender se puede suspender la recorrida de inspección.


Las inspecciones por exceso de calor, debe observarse especialmente:

Zona de frenado.

En las curvas.

En las proximidades de los pasos a niveles.

Puentes metalitos (abiertos).

En esos sectores se debe observar:

Inicio de desconsolidación del durmiente, nos indica que la vía comienza a separarse del balasto, inicio de pandeo vertical.

Otro indicio de levantamiento de la vía son la aparición de puntos altas, lomos y puntos bajos valles.

Inicio de deformaciones transversales, lo que nos da inicio a serpenteo y/o viboreo del riel.

Movimientos anormales de los durmientes en la zona de los AD. y/o DD., fundamentalmente cuando se empieza a mover con sentidos diferentes y genera falsa escuadra, una línea de riel se mueva más que la otra.

19.13.3. Vigilancia e inspección por baja temperatura del riel

En el invierno, con los primeros descensos fuertes de la temperatura de riel, es la época en que más probablemente se presenten roturas de riel. Por tal motivo debe programarse recorridos o inspecciones especiales cuando la temperatura del riel desciende a -5ºC.

En este recorrido especial, deben inspeccionarse las soldaduras en cuya proximidad es frecuente que aparezcan las grietas y/o fisuras indicando las futuras roturas.

19.13.4. Vigilancia e inspección de los dispositivos de dilatación y aparatos de dilatación

Al finalizar la primavera y antes del inicio de los fuertes calores, debe verificarse que nada se opone al movimiento de las agujas y/o eclisajes, eliminando las rebabas, desmontar los cojinetes de las agujas y eclisajes para una correcta lubricación.


19.14. Conservación de la vía sin juntas – RLS

En toda vía conviene no multiplicar las intervenciones para corregir defectos de poca importancia, pero esto es aún más necesario en la vía sin juntas.

Se deben agrupar todas las intervenciones que generan la desconsolidación momentánea de la vía y realizarlas en forma simultánea y no ejecutarlas por separado. Salvo el Bateo, alineación y compactación que son realizadas por equipos especiales – MP.

Las operaciones de conservación de la vía se clasifican en dos grados, según modifiquen o no la estabilidad de la vía.

19.14.1. Operaciones de primer grado.

En esta categoría están los trabajos que no modifican la estabilidad de la vía sin juntas. Son autorizadas durante todo el año, sin limitación de la velocidad y cualquiera que sea la temperatura del riel.

No obstante se recomienda no ejecutarlas, salvo casos de urgencias, cuando la temperatura del riel no está en el entorno de 5ºC a 50ºC.

Estas operaciones y/o trabajos son:

Verificación y ajuste de fijaciones.

Apretado de grapas y/o clip.

Control de la elasticidad de las grapas y/o clip.

Esmerilado y desbarbado de rieles.

Sustitución de rieles por distintas causas – trabajos en conservación.

Trabajos de conservación en los aparatos de dilación, incluido su nivelación y alineación.

Supresión de desniveles en durmientes aislados, usando baleadoras manuales, realizándolas con temperatura del riel de menos de 30ºC.

Soldaduras aluminotérmicas.

Descarga y aporte de balasto para restituir el perfil transversal de la vía.

Perfilado de banquinas pudiéndose usar máquinas pesadas.

Compactación de balasto con máquinas compactadoras.

19.14.2. Operaciones de segundo grado.

En esta categoría están incluidos todos los trabajos que disminuyen la estabilidad de la vía sin juntas.

Para autorizar la ejecución de los trabajos de segundo grado, hay que comprobar en primer lugar que la temperatura del riel es la adecuada y definir el intervalo de temperatura que puede realizarse el trabajo. Además si la alineación es en recta o curva, son mucho más frecuentes los pandeos en curvas.


Por lo general son trabajos que necesitan el desguarnecido o limpieza del balasto colmatado y/o embarrado o el reemplazo de durmientes.

Los rangos de temperaturas que se permiten realizar estos trabajos son:

Alineación de vía recta y en curva de radios mayores a 1000 m con equipos entre los 25ºC a 45ºC con un mínimo de desguarnecido y usando compactadoras de cajas. Si no se dispone de compactadora de cajas reducir la temperatura del riel a 40ºC.

Alineación en curva de radio menores a 1000 metros la temperatura no podrá superar los 35ºC.

Si se respetan estos rangos de temperatura se puede realizar la operación de alineación de la vía sin juntas sin disminuir la velocidad.

Si la tarea se realiza dentro del entorno pero el riel tiende a aumentar la temperatura en 10ºC durante el día, lo recomendable es disminuir la velocidad a 80 km/hs.

Todas estas tarea deben siempre ser programadas en la época del año en que la temperatura del riel siempre se encuentra por debajo de la temperatura de referencia y/o neutra.

19.14.3. Depurado de balasto

Manual: En tramos muy pequeños que no superan los 20 metros y sin empleo de máquinas desguarnecedoras, este trabajo está encuadrado en segunda categoría y para realizarlos se debe tener presente que la temperatura está por debajo de los 30 ºC, si la superamos debemos restringir la velocidad.

De lo posible estas tareas deben ser programadas en el otoño, después de los grandes calores del verano:

1. En la depuración del balasto no se debe romper la cama o asiento de los durmientes.

2. La profundidad de desguarnecido debe limitarse en los cajones a 5 cm por debajo de la cara inferior del durmiente.

3. No deben desguarnecerse dos cajones o panes de balasto simultáneamente.

4. No deben desguarnecerse más de 20 cajones o panes de balasto sobre un total de 100 cajones o panes de balasto.

5. Se debe restituir el perfil transversal de balasto inmediatamente con el aporte de piedra limpia si es necesario.

6. Este trabajo debe quedar terminado el día, no programar más de lo que se pueda realizar.

Mecanizados: En el caso en que por su longitud o por necesidad de romper la cama para suprimir el barro o la contaminación, es necesario el uso de máquinas desguarnecedoras.

Estos sectores deben ser programados y preparados y son motivo del uso de varias máquinas complementarias, formando un gran sector con trabajos mecanizados:


Una levantadora o bateadora pequeña.

Una desguarnecedora.

Una bateadora-niveladora-alineadora.

Una perfiladora de balasto.

Una compactadora de cajas y banquinas.

Se necesita un equipo para realizar MP. Conjuntamente con la máquina desguarnecedora. Además es necesario contemplar el aporte de piedra balasto.

Se procede de la siguiente forma:

1. La levantadora puede ser sustituida por una bateadora pequeña y debe desencajar la vía mediante un levante cada 5 durmientes y facilitar con ello el trabajo de la desguarnecedora, se consigue mejor rendimiento.

2. La desguarnecedora es la máquina clave para este trabajo y no puede ser sustituida y es la que marca el avance.

3. Detrás de la desguarnecedora va trabajando la bateadora-niveladora-alineadora, trabajando cerca con el objeto de poder restituir la circulación con restricción a 30 km/hs.

Como la bateadora alineadora tiene más rendimiento que la desguarnecedora, se puede organizar que esta máquina realice cada día la segunda pasada, lo tratado el día anterior y lo realizado en el día.

Cuando se realiza la 2º pasada se puede elevar la velocidad a 60 km/hs hasta el paso de 20.000 toneladas brutas de tráfico, hasta realizar la correspondiente homogeneización de tensiones, con el propósito de repartir la tensiones internas que puedan modificarse debido a los grandes esfuerzos que es sometido el riel.

Terminada con la operación de homogenización de tensiones se puede elevar la velocidad a su máxima de la línea.

La terminación está dada por las máquinas que complementan el tren de mecanizado y la distribución de piedra que tenga el sector o aporte si es necesario. Lo ideal para la descarga de piedra balasto es después del paso de la desguarnecedora y máquina bateadora-niveladora-alineadora 1º pasa, es decir que para la 2º pasada del tren de mecanización deberíamos tener descargada la piedra nueva.

19.14.4. Reemplazo de durmientes

Cuando se debe realizar trabajos de reemplazo de durmientes, estos se realizan cuando está programada la Revisión Integral - RI.

En casos excepcionales por descarrilos, se realiza fuera de la programación - RI.

Esta operación forma parte de los trabajos de segunda grado, teniendo presente que afectan la estabilidad de la vía.


Se debe reemplazar un durmiente cada cinco o no más de dos cada diez durmientes., en este caso se podrá reemplazar dos durmientes consecutivos si el desguarnecido esta limitado a la caja o pan de balasto intermedia.

Si es necesario realizar varias pasadas es preciso que después de cada una de ellas transcurra el plazo de consolidación que puede estimarse en 20000 toneladas. Si se puede disponer de una compactadora, con un enérgico compactado se considera ya consolidado.

Las operaciones de reemplazo de durmientes (desguarnecido, extracción y reguarnecido) deben sucederse unas a otras en el mínimo tiempo en cada durmiente. No dejar trabajos preparados para el día siguiente.

19.14.5. Reemplazo de placas de caucho

Las placas que estén desplazadas más de 20 mm, deben colocarse en su correcta posición si el porcentaje supera el 25% del total que haya en 100 metros. Este trabajo pertenece a los de segundo grado y deben programarse en la Revisión Integral.

Esta tarea afecta la nivelación porque debe levantarse el riel para acomodar las placas de goma, pero no afecta la desconsolidación porque no se toca para nada el balasto.

19.14.6. Conservación de fijaciones elásticas

Las fijaciones elásticas juegan un papel importantísimo en el mantenimiento de la vía sin juntas. Estas fijaciones aseguran la perfecta fijación de los rieles a los durmientes, condición que es absolutamente necesaria para asegurar el anclaje del RLS al balasto que es quien se opone eficazmente a la dilatación de los rieles.

Cada tipo de fijación tiene un apriete según su diseño y deberán respetarse tanto en el montaje de la vía sin juntas como así en los trabajos de conservación.

Esta comprobación del apretado deberá realizarse anualmente, cuando se realiza la prospección de la vía para confeccionar los programas de trabajos. Este control se realiza midiendo el contacto directo de la fijación con el patín del riel, en 15 durmientes en cada 200 metros.

Si la medición supera el 25 % de la zona monitoreada, pasando la sonda de 0.10 mm (una décima de milímetro), se procederá a programar el apriete de las fijaciones y/o reemplazo si es necesario.

19.14.7. Reemplazo de fijaciones elásticas

El trabajo de sustitución de fijaciones elásticas forma parte de los trabajos de segundo grado y se deben programar su ejecución en la Revisión Integral.

Para realizar esta sustitución de fijaciones elásticas sin restricción de velocidad, el número de fijaciones remplazadas simultáneamente se limita a dos durmientes consecutivos y al 20% en una longitud de 20 metros.


19.14.8. Nivelación, alineación, perfilado y compactación

La nivelación y trabajos complementarios conviene realizarlas con máquinas pesadas, para ellos se utilizan los trenes de mecanización (bateadora-niveladora-alineadora, compactadora de cajas y banquinas y las perfiladoras de balasto).

Cuando se trata de correcciones de sectores muy pequeños de hasta 50 m, se pueden realizar con equipos livianos tipo Jackson y alineado con tensa y/o hilo.

19.14.9. Mecanización pesada

El tren de MP, está constituido por una bateadora-niveladora-alineadora, una compactadora de cajas y banquinas y una perfiladora de balasto.

La vía debe entran en ciclos y según la exigencias geométricas, pudiendo variar entre 4 a 6 años, teniendo en cuenta las graficación de la Dresina de Control.

La ventana de trabajo debe estar entre las 4 y 6 horas, no es recomendable jornadas mayores a las 6 horas por el natural cansancio del personal.

Estos equipos pueden realizar trabajos de hasta 300 km por año cuando la programación y la efectividad de operación de los equipos sean eficientes.

Ejecución de los trabajos

El trabajo debe realizarse en una sola pasada y bateo simple o doble según sea la altura del levante y la decisión adoptada. Posiblemente haya sectores donde sea necesario realizar dos pasadas, levantando nuevamente la vía.

Es necesario la presencia de un supervisor que vaya detrás de la maquina bateadora comprobando cada 5 durmientes la correcta nivelación.

El levante entra cada pasada oscila entre los 30 y 60 mm, en los puntos altos será de 30 mm como máximo.

El orden de trabajo de las máquinas es:

1º Niveladora-alineadora, 2º trabaja la perfiladora y distribuidora de balasto conformando el perfil transversal de la vía y 3º la compactadora de caja y banquinas.

El perfilado tiene importancia porque se logra una buena distribución del balasto, facilitando el posterior compactado. Es secundario, dejar la sección transversal de balasto más o menos perfecta desde el punto de vista estético, si hay tiempo para realizarlo y se desea una via bien perfilada, no hay inconveniente en hacer otro perfilado para conseguirlo.

El balasto debe estar limpio y tener la granulometría correcta de acuerdo a la norma entre 30-60 mm y poseer una capa de bateo como mínimo de 12 cm por debajo de la cara inferior del durmiente. Es recomendable que la banquina quede entre 90 a 95 cm desde el flanco activo del riel.

La piedra debe descargarse con antelación al paso de los equipos y en la cantidad que corresponda para un levante de las características que se desea.


Estos trabajos de MP son considerados como de segundo grado y por lo tanto se deben tener presente las precauciones de temperatura del riel.

Cuando se trabaja con compactadora de cajas y banquinas y respetando las precauciones de temperatura del riel no es necesario respetar ningún plazo de consolidación de la vía. Si esta máquina no intervino se debe implantar una precaución de 80 km/hs hasta que pase por el sector 20.000 toneladas brutas de tráfico.

19.14.10. Control y tolerancias

Control inmediato, comprende la comprobación de la nivelación transversal (peralte y alabeo). La comprobación de la nivelación longitudinal (puntos altos y bajos) y comprobación de la alineación.

Control de recepción, este control se realiza a los dos meses de realizado el pasaje de los equipos y comprende las mismas tres comprobaciones, nivelación transversal – nivelación longitudinal – alineación. Y se incorpora la estabilidad de los durmientes.

Tolerancias – Se aplicarán las que las que indique el pliego de condiciones particulares para el sector que se realicen los trabajos. Pero los valores están dentro de los siguientes:

Peralte – desnivel transversal – para V ≤ 120 km/hs

Con mediciones con regla de trocha y peralte medido cada 5 cinco durmientes (3 metros), debe estar en el orden de los ± 4 mm.

Alabeo – para V ≤ 120 km/hs

Es la diferencia algebraica entre dos peraltes consecutivos tomados a 5 durmientes (3 metros) y será como máximo de ± 4 mm.

Nivelación longitudinal (puntos altos y bajos) – para V ≤ 120 km/hs

5 mm, si los puntos altos están distanciados hasta 8 metros.

7 mm, si los puntos altos están distanciados entre 8 y 18 metros.

9 mm, si los puntos altos están distanciados entre 18 y 30 metros.

Alineación – para V ≤ 120 km/hs

La comprobación de la alineación se realiza mediante la medición de flechas con cuerda de 10 metros, esta se considera aceptable si la variación con respecto al valor teórico de la flecha, cualquiera que sea la posición de la cuerda sobre la línea de rodadura del riel (14 mm debajo de la banda de rodadura), queda dentro de las siguientes tolerancias:

- Recta o curva de radio superior a 1500 metros………... ±2 mm

- Curva de radio entre 500 y 1500 metros……………….. ±3 mm


- Curva de radio inferior a 500 metros………………….. ±4 mm

Estabilidad de los durmientes

El buen asiento de los durmientes se comprueba con la ayuda de flexímetros en la cabeza de los durmientes y midiendo lo que baja al paso de los trenes.

Con valores que están en orden de los 2 mm se dice que el durmiente no está bien consolidado y cuándo alcanza valores que superan los 3 mm, el durmiente esta descalzado.

Otro método a emplear cuando la vía sin juntas es de durmientes de madera, se emplea el bastón de bola. Este método consiste en determinar los sonidos a hueco o macizo. Está contemplado en la norma para recepción de construcción y renovación de vía de la Ex-Gerencia de V y O de FA.

El número de durmientes flojos no debe superar el 25% sobre una muestra de 30 durmientes.

Limitación de las correcciones

Como se citó anteriormente la nivelación y alineación con equipos pesados MP por pasada esta limitada entre 30 a 60 mm entre puntos considerados altos y con un ripado que no excede en ninguno de los casos a 20 – 30 mm.

Nivelación y alineación de los aparatos de dilatación y dispositivos de dilatación

Se aplican los mismos lineamientos que para la vía sin junta de corrida pero se alteran más rápidamente en las inmediaciones de los AD y DD que en la zona central del RLS, lo que nos indica que se debe intervenir con más frecuencia. Estos sectores por lo general se los atiende con maquinarias más livianas y no de alta producción y son considerados trabajos de primer grado.

Eliminación de desniveles en durmientes bailarines

Ante la existencia de estos defectos que se generan por deficiencia en la plataforma y deficiencia en la banda de rodadura (ejemplo una posadura), encontramos algunos durmientes que comienzan a desconsolidarse y se los advierte porque aparece el color blancuzco del balasto.

Se los interviene con equipos manuales tales como vibradores tipo yackson o similar y pueden realizarse con temperatura del riel por encima de los 30ºC y son considerados como trabajos de primer grado.


19.15. Deformaciones de la vía

19.15.1. Modo de actuar

Cuando se toma conocimiento de que se producido una deformación de vía en planta (desplazamiento lateral) o que se ha producido sectores con desconsolidación de balasto (tendencia a levantarse, huecos entre el durmiente y balasto, durmientes bailarines) y cuando la temperatura es elevada, no se debe dudar en implantar una disminución de la velocidad o suspender la circulación de los trenes.

Inspeccionaremos y anotaremos los siguientes datos:

Planialtimetria de la vía en el sector de la deformación (flecha, peralte, alabeo cantidad de durmientes desconsolidados).

Temperatura del riel.

Cala o luz de los DD o AD.

Verificación de fijaciones.

Verificación de trocha.

Estado del perfil transversal de la vía.

19.15.2. Deformación leves – flecha menores a 35 mm en cuerda de 20 m

Se procederá de la siguiente manera:

Autorizar a circular con una restricción de velocidad de 15 km/h.

Esperar que la temperatura del riel descienda hasta estar en el orden de la temperatura de referencia o liberación.

Alinear la vía hasta conseguir llevarle a su posición original.

Nivelarla puede usarse equipamiento manual tipo Jackson o M.P.

Si la deformación se generó fuera de la zona de respiración (a más de 150 m del AD o DD), es necesario realizar una homogeneización de tensiones en una longitud no menor a 50 metros a cada lado de la zona afectada por la torcedura.

Si la deformación se produjo en la zona de respiración (a menos de 150 m del AD o DD) aflojar y después apretar las fijaciones en la longitud de la deformación y verificar el apretado en las adyacencias 50 m a ambos lados.

Para ambos casos se deberá comprobar que los rieles no se hayan torcidos o producidos deformaciones permanentes.

Corregir perfil de balasto, habilitar la circulación a velocidad moderada, trenes de carga 30 km/h – 60 km/h.

Inspeccionar en los próximos días cuando la temperatura supere los 55ºC.


Si la deformación no tiende a reaparecer y después de la circulación de más 20.000 toneladas brutas de tráfico o emplear una compactadora de caja y banquinas, se podrá liberar a la vía a su máxima velocidad. Si la tendencia es de producirse nuevamente, se tendrá que investigar la causa.

Puede ser:

Que exista un tramo de riel torcido o con deformación permanente, se reemplazara ese tramo respetando la normativa en función de la temperatura y contemplando las calas para la soldadura aluminotérmica y realizar homogenización de tensiones en un tramo de 50 metros a ambos lados.

Que la liberación de tensiones se haya realizado no del todo correctamente, en esta situación lo conveniente es realizar una nueva liberación de tensiones.

19.15.3. Deformaciones graves - flecha mayores a 35 mm en cuerda de 20 m

Verificar trocha y si se puede admitir una circulación lenta.

Verificar si la vía quedo muy descalzada y si es posible calzarla provisoriamente con balasto.

Si la flecha es menor a 130 mm en cuerda de 20 metros, es equivalente a un radio de 380 metros.

Si se cumple con estos tres puntos (trocha admisible, durmientes calzados y flecha menor a 130 mm en cuerda de 20 metros) se podrá permitir la circulación a 10 km/hs.

Bajos estas circunstancias procederemos como en presencia de una deformación leve.

Cuando no hay posibilidad de restablecer la circulación, flecha superior, durmientes desconsolidados y trocha no admisible, procederemos de la siguiente forma:

Cortar los rieles con soplete en el centro de la deformación, retirando el exceso de longitud.

Ripar y/o alinear la vía hasta su posición primitiva.

Eclisaje provisorio, agujerando el riel a ambos lados o usar un dispositivo tipo muela o C.

Calzar durmientes, completar con balasto, nivelar y alinear.

Habilitar la circulación a velocidad moderada, trenes de carga 30 km/h – 60 km/h.

Vigilar el comportamiento cuando la temperatura supere los 50ºC.

Reemplazar toda la longitud de riles afectados en la zona de deformación, realizando las cantidades de soldaduras aluminotérmicas que sean necesario y contemplando la metodología para reemplazo de rieles en vías sin juntas.

Aportar balasto, batear, nivelar y alinear hasta restablecer el perfil transversal de vía y la posición correcta. Se podrá usar bateadores portátiles o MP.

Restablecer la velocidad después de la circulación de 20.000 toneladas brutas, o el paso de compactadora de cajas y banquinas.

Ejecutar una liberación de tensiones parcial lo antes posible.


19.16. Medidas a tomar en caso de rotura o defectos de rieles en una vía sin juntas - RLS

Rotura de una soldadura y/o rieles: Las medidas a tomar son distintas según la laguna que tenga después de la rotura:

Con laguna inferior a 30 mm:

o Limitar la velocidad a 30 km/hs.

o Restablecer la conexión eléctrica, en caso si la vía posee circuitos eléctricos.

o Eclisaje sin agujereado de riel, con muela o dispositivo C.

o Restablecer la velocidad normal.

o Vigilancia diaria hasta la reparación definitiva.

o Reparación definitiva con soldadura aluminotérmica. Según corresponda o no la colocación de un cupón entre 4 y 6 metros.

Con laguna comprendida entre 30 mm y 60 mm:

o Limitar la velocidad a 15 km/hs.


o Eclisaje sin agujereado de riel, con muela o dispositivo C, colocando un taco o cupón corrector.

o Dejar una velocidad moderada hasta la reparación definitiva – de unos 30 km/hs trenes de carga – 60 km/h trenes de pasajeros.


o Reparación definitiva con soldadura aluminotérmica. Según corresponda o no la colocación de un cupón entre 4 y 6 metros.

Con laguna comprendida entre 60 mm y 100 mm:

o Cortar la circulación de los trenes.


o Eclisaje sin agujereado de riel, con muela o dispositivo C, colocando un taco o cupón corrector.

o Autorizar la circulación a 15 km/hs para trenes de carga y 30 km/hs para trenes de pasajeros.


o Reparación definitiva con soldadura aluminotérmica, de no ser posible colocar un cupón de riel eclisado en ambos lados hasta poder intervenir (reparación semi-definitiva).

Con laguna superiores a los 100 mm:

o Cortar la circulación de los trenes.


o Reparación definitiva y si no es posible realizar una reparación semi-definitiva colocando un cupón de riel de 4 a 6 m eclisado en ambas puntas.


Reparación de un RLS semi-definitiva

Las operaciones que se deben realizar son las siguientes.

o Verificar el correcto ajuste de las fijaciones en los 50 metros a ambos lados de la laguna.

o Cortar el riel a ambos lados a no menos de 2 metros, asegurando de esta manera que las futuras soldaduras estarán a 4 metros.

o Sustituir el faltante de riel, taladrando el riel al 2º agujero de la eclisa a colocar.

o Calibrar las calas según la época del año, de acuerdo a las formulas.

C = 15 – T/2 (Invierno)

C = 20 – T/2 (Primavera – Otoño)

C = 30 – T/2 (Verano)

T: temperatura del riel al momento de su colocación.

C: cala en mm.

Ejemplo:

Colocación del riel en invierno 4 metros o más

T = 10ºC

- Aplicamos la formula C = 15 – 10/2 = 10 mm en ambos extremos.

- Eclisar a ambos lados el cupón con la calibración correspondiente.

- Restablecer la conexiones mediante ligas, en el caso de que la vía tenga circuitos eléctricos.

Reparación de un RLS definitiva

Lo más importante a tener en cuenta es que se debe colocar la misma cantidad de riel que la que se retira. Idéntica longitud y luego homogeneizar las tensiones en una longitud no menor a 50 metros a ambos lados de la reparación efectuada.

Las roturas por lo general se presentan en el invierno donde la temperaturas del riel están en el orden de los -5 y – 10 ºC, máxima tracción, generando en la rotura una laguna o vació en la continuidad de la banda de rodadura.

La reparación definitiva de un RLS se debe realizar con temperatura inferiores a la de referencia o neutralización.

Cuando la laguna es muy grande es conveniente aflojar las fijaciones, golpeando con mazos de plástico para obtener fácilmente la reducción necesaria.


Los pasos a seguir son los siguientes:

- Poseer en el lugar de la reparación el cupón de riel con la longitud necesaria de acuerdo a las marcas A y B.

- Trazar sobre el riel con trazos finos y precisos los puntos A y B.

- A partir del punto B y hacia el segmento exterior AB trazar con precisión el punto C de modo que se verifique.

BC = L + 2 (S - 1)

L: Longitud de laguna, eventualmente puede ser 0, si se trata de un defecto menor.

S: Abertura necesaria para realizar la soldadura aluminotérmica – en este caso son dos, en ambos extremos.

- Cortar el riel en la vía en A y C.

- Aflojar las fijaciones y retirar los dos trozos de riel.

- Colocar el cupón de riel definitivo y soldar una de las extremidades, ejemplo extremo A, respetando la cala S en mm para la soldadura.

- Efectuar la segunda soldadura en B reduciendo a S la apertura mediante tensores hidráulicos o por temperatura natural del riel equivalente a la de referencia o neutra.

- Preceder a la terminación por esmerilado de la parte lateral y banda de rodadura en ambas soldaduras. Cuando el riel tomo la temperatura ambiente o normal (se enfrió).

- Efectuar una homogenización de tensiones en una longitud no menor a 50 metros a ambos lados de la reparación.

L

L

L

A

A

A

B

B

B

C

C

L+2 (S-1)

Corte a disco o sierra Corte a disco o sierra

A C

L+(S-1)

S-1

RIEL NUEVO


Bibliografías consultadas – manual de vía

Normas Técnicas de la Ex Gerencia de Vía y obras de F.A.

Normas IRAM-FA – materiales en para uso ferroviario

Norma UNE - EN 13674-1 -2006 – Carriles para vía

Manual de instrucciones para soldadura Thermit – procedimiento Rápido de Elektrothermit Argentina S.R.L. – Edición abril 1983

Planos del Ex Ferrocarril Mitre

Planos de la Ex Gerencia de Vía Y Obras de F.A.

Planos de la Gerencia de infraestructura de NCA

Cursos de Capacitación de Ayudantes y Capataces de vía de la Gerencia de Desarrollo de Personal de F.A.

Catálogos de Plasser Theurer – máquinas para conservación mecanizada de vías

Catálogos Pandrol – fijaciones elásticas

Catálogos Vossloh – fijaciones elásticas

Tratado de Ferrocarriles I - VIA de Fernando Oliveros Rives - Andrés López Pita – Manuel Megia Puente

Apuntes de Clase - Catedra de Ferrocarriles – Escuela Técnica Superior de Ingenieros de caminos, canales y puertos – universidad de Cantabria

Apuntes de la Catedra de Ferrocarriles del Ing. Fanutti

Manual de Vía – publicado por Plasser Theurer

Averías y roturas de rieles – Publicado por la Unión Internacional de Ferrocarriles – Catalogo UIC

Archivo fotográfico de la Gerencia de Infraestructura de NCA

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