ferrocarriles superestructura
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REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA.
MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA DEFENSA.
UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA DE FUERZA
ARMADA BOLIVARIANA
NÚCLEO ARAGUA- SEDE MARACAY
FERROCARRILES
SUPERESTRUCTURA
BACHILLERES:
IRIARTE, RONALD C.I:19.516.532
MARTÍN, ADRIAN C.I: 19.985.859
MEJIAS, JOSUE C.I: 19.467.420
REINA, DENERIS C.I: 20.713.634
RELVA, CARLOS C.I: 22.620.509
SECCIÓN: 07CIVD01
MARACAY, ABRIL 2013
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INDICE
INTRODUCCIÓN…………………………….………………………………...….03
BALASTO……………………………….…………….…………………………...04
TRAVIESA…………………………………………...………………………..…...07
SUJECIÓN…………………………………………………………………………10
CONCLUSIONES……....................................................................................13
REFERENCIAS ELECTRONICAS……………………………….…………......14
ANEXOS………………………………..………………………………………….15
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INTRODUCCIÓN
La actualidad de los ferrocarriles está enfocada en la velocidad, la
capacidad de carga, la seguridad y la comodidad a la hora de viajar en este
medio de transporte. Pues en un principio estos fueron criterios
fundamentales para la invención de este maravilloso e importante medio. En
adelante se desarrollarán de mejor manera todos estos aspectos; y se
mostrarán las principales vías ferroviarias del mundo.
Algunos de los principales componentes de una vía férrea en su
superestructura son sus cortes y terraplenes, viaductos, puentes,
alcantarillas, túneles, y en general, con todas las obras de arte y de fábrica
necesarias para el establecimiento de la superficie sobre la que se asienta la
vía.
La superestructura es la vía propiamente dicha, con el balasto, los
durmientes, los rieles, los aparatos de vía, y también los elementos precisos
para asegurar la circulación de los trenes, como las señales, y
enclavamientos.
Uno de los elementos de superestructura, básico para el
funcionamiento de la vía y que interviene en el diseño son los apoyos en
donde el peso del ferrocarril va hacer distribuido, esto lo conforman el
balasto, durmientes y fijación; donde es parte del recorrido para el ferrocarril
y afectan directamente el diseño de rieles y elementos de fijación y de ajuste.
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BALASTO
El balasto es un material granular, compuesto de piedra chancada,
siendo esta la capa de piedra partida que se tiende sobre la explanación o
plataforma y sirve de asiento a los durmientes
Funciones
El balasto se utiliza generalmente como base de pavimentaciones,
tanto de pavimentos continuos como el aglomerado como de pavimentos por
piezas, como el adoquinado. De manera similar, el balasto de vía cumple la
función de aportar estabilidad a la vía férrea, haciendo que permanezca con
la geometría dada durante su construcción. Adicionalmente cumple otras dos
funciones importantes: distribuye las presiones que trasmite la vía al terreno,
haciendo que sean admisibles para éste, y permite el drenaje del agua de
lluvia, evitando que se deteriore el conjunto.
Obtención
Se obtiene por trituración de rocas sanas y debe cumplir ciertas
especificaciones en cuanto a calidad del material madre y en su
granulometría. Se transporta en camiones hasta donde puede ser cargado
en trenes especiales con tolvas que permiten su descarga en la vía.
Condiciones del balasto
La capa de balasto, debe ser de suficiente espesor para que reparta
las presiones sobre una base más ancha, según las cargas que los
durmientes reciban. Esta altura del balasto, esta relacionada con la
velocidad, peso y número de los trenes, también con la naturaleza del
terreno y con el clima del país
Altura de balasto entre30 a 50 cm
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Deben ser las piedras de arista viva, pues los cantos rodados no
sujetan tanto los durmientes.
No deben ser las piedras muy pequeñas, porque entre ellas quedaría
poco espacio para el drenaje y además, se perderían y desgastarían
más fácilmente; ni ser muy grandes, pues se reduciría aristas al apoyo
del durmiente y se dificultaría el bateado. Las piedras deben ser de
roca dura, que se oponga a quebraduras y desgastes: basalto,
cuarcita, caliza y granito.
Objetivos del balasto
Sujetar las traviesas que aguantan los carriles
Proporcionar una base drenante lo suficientemente estable
Amortiguar las acciones que ejercen los vehículos ferroviarios sobre la
vía al transmitirlas a la plataforma
Evitar el desplazamiento de la vía, estabilizándola en dirección
vertical, longitudinal y transversal
Facilitar la evacuación de las aguas
Permitir la recuperación de la geometría de la vía mediante la
nivelación y alineación (bateadoras)
Para todo esto, se requiere que cumpla unas condiciones establecidas.
Las cuales con el paso de los trenes, el paso de las aguas sub-terraneas y
otras causas. Hacen que sufra un deterioro, el cual hay que subsanar.
Para ello, se pueden realizar diversas funciones “según el estado del
balasto”, desde una renovación o una selección del mismo.
Propiedades del balastro
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a. Elasticidad suficiente para absorber las acciones de los trenes y repartir
sus cargas.
b. Resistencia y tenacidad para resistir sin desintegrarse por la acción
trituradora de las cargas móviles.
c. Dureza para resistir la abrasión producida por el roce entre sus partículas.
d. Estabilidad física ante la acción del agua y el hielo.
e. Tamaño uniforme para que la trabazón, fricción interna y compacidad
tengan valores adecuados y permitir el drenaje por los espacios de sus
componentes.
f. Estabilidad para que sus componentes se mantengan en su lugar, sin
moverse bajo la acción de cargas vibratorias.
g. Ser fácilmente bateable, en forma mecánica, para permitir recuperar la
calidad geométrica de la vía.
h. Tener una resistencia eléctrica mínima de 3 Ohm por kilómetro de vía para
corriente continua y balasto húmedo.
TRAVIESA O DURMIENTE
En vías férreas, las traviesas o durmientes (América Latina) son los
elementos transversales al eje de la vía que sirven para mantener unidos y a
la vez a una distancia fija a los dos carriles (rieles) que conforman la vía, así
como mantenerlos unidos al balasto, trasmitiendo el peso del material
rodante al balasto y, por intermedio de éste, al suelo. También cumplen la
función de dar peso al conjunto, de manera que la geometría inicial del
trazado se mantenga en la mayor medida posible. Se fabrican de diversos
materiales, entre ellos madera, hierro y hormigón. Las traviesas de hormigón
pueden ser monobloque o bibloque; las primeras están formadas por una
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sola pieza de hormigón armado, mientras que las traviesas bibloque constan
de dos piezas de hormigón unidas por una barra de hierro (riostra).
Funciones de las traviesas
Las principales funciones que debe desempeñar una traviesa son las
siguientes:
Soporte de los raíles, fijando y asegurando su posición en lo referente a
cota, separación e inclinación.
Recibir las cargas verticales y horizontales transmitidas por los raíles y
repartirlas sobre el balasto mediante su superficie de apoyo
Conseguir y mantener la estabilidad de la vía en el plano horizontal y en
el vertical frente a los esfuerzos estáticos procedentes del peso propio y
las variaciones de temperatura y a los esfuerzos dinámicos debidos al
peso de los trenes. Mantener, siempre que sea posible, por sí mismo y
sin ayuda de elementos específicos incorporados a la sujeción, el
aislamiento eléctrico entre los dos hilos de raíles cuando la línea esté
dotada de circuitos de señalización o por corrientes parásitas.
Colocación de las traviesas
Por norma general las traviesas se colocan a una distancia de 60 cm
entre ellas; esto puede variar entre los diferentes aparatos de vía que llevan
cada uno unas distancias entre traviesas específicas. Los 60 cm pueden
variar también para evitar que una soldadura de carril pueda caer encima de
una traviesa con el consiguiente deterioro de esta. Esta distancia no es
aleatoria, sino que se basa en estudios concretos: si están más alejadas, las
traviesas se levantarían al paso del tren y si están más cercanas, se
incrementaría notablemente el costo por kilómetro de la obra.
Tipos de traviesas o durmientes
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1. Durmiente de Madera
• El durmiente de madera tienen una gran resistencia a todo tipo de
esfuerzos, incluidos los originados en accidentes y por su transporte;
una buena resistencia al deslizamiento sobre balasto, un peso
reducido, lo que facilita su manejo y abarata su transporte
• La desventaja principal de los durmientes de madera es su
durabilidad, la cual es menor al durmiente de concreto.
2. Durmiente de Concreto
• El durmiente de hormigón pretensado o postensado tiene una vida útil
en servicio, superior al doble de los de madera.
• Conserva a lo largo de toda la vía una notable constancia en sus
condiciones físicas.
• La vía muestra una mayor resistencia a los desplazamientos en su
plano.
• Se puede diseñar en la forma más conveniente para resistir los
esfuerzos que habrá de soportar en servicio.
• Su costo es un poco mayor que el durmiente de madera tratada.
• Para aislar eléctricamente los dos rieles es necesario usar piezas de
aislación especiales.
• El manejo es más difícil a causa del peso elevado (más de 300 kg) y
su relativa fragilidad.
3.- Durmientes Metálicos
• Debido a la escasez y alto precio de la madera, en algunos países
industriales se inició el estudio y construcción de durmientes
metálicos. Se estudió especialmente la forma del durmiente para
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obtener una buena área de apoyo y una buena resistencia al
desplazamiento longitudinal y transversal.
• Estos durmientes son habitualmente de tipo monobloque y su perfil, ya
definido por la experiencia, tiene forma de artesa.
• Los durmientes metálicos no tienen mucho uso en la actualidad, y se
utilizan sólo en aplicaciones especializadas
• Los durmientes metálicos se confeccionaron inicialmente en acero y
en fundición, pero estos últimos son muy frágiles y no dieron
resultados aceptables, por lo que se dejaron de utilizar. Sólo en la
India quedan durmientes de este tipo colocados en la vía.
SUJECIÓN
Se denomina sujeción al conjunto de elementos cuyo objeto es dar
continuidad estructural a la vía. La sujeción se constituye a partir de los
elementos que fijan el carril asegurando una posición estable del mismo
sobre la traviesa. La importancia de la función de la sujeción se ha ido
incrementando con el transcurso del tiempo a medida que las velocidades y
cargas por eje aumentaban y, consecuentemente, crecían los esfuerzos a
transmitir de los carriles a las traviesas, así como las exigencias del estricto
mantenimiento del ancho de vía y de aislamiento eléctrico entre los dos hilos
del carril.
Características
Entre las características básicas, de tipo general, de las sujeciones se
destacan las siguientes:
Poseer resistencia mecánica y elasticidad adecuada e invariable a lo
largo de la vida de la sujeción.
Dotar al sistema del correcto aislamiento eléctrico entre los dos hilos
de carril en líneas electrificadas o dotadas de sistemas de
señalización que lo hagan necesario.
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Estar constituida por el menor número posible de elementos y que
éstos a su vez tengan una geometría sencilla, de modo que se facilite
su fabricación, montaje, conservación y sustitución en caso de
deterioro.
Su coste debe ser bajo, tanto en fabricación como en su explotación.
Su duración ó vida de trabajo debe ser elevada.
Para conseguir mantener la posición relativa de carril y traviesa, las
sujeciones deben absorber una serie de esfuerzos que transmite el
carril. Estos esfuerzos dependen de las cargas y características
dinámicas del material móvil, así como de la geometría y estado de
conservación de la línea, de las variaciones térmicas y de otra serie de
factores. Por tanto, los sistemas de sujeción deben estar diseñados
de forma que sus componentes sean capaces de resistir estos
esfuerzos y transmitirlos al conjunto de estructura de la vía.
En recta actúan sobre el carril los esfuerzos verticales ejercidos por
las ruedas, los longitudinales debidos a las tensiones térmicas y Ios
transversales producidos por el movimiento de lazo e impactos
debidos a irregularidades geométricas de las ruedas y de la vía.
Funciones
Las principales funciones para las que se diseña la sujeción son las
siguientes:
Fijar los carriles a las traviesas
Asegurar la invariabilidad del ancho de vía
Facilitar la transferencia a la infraestructura de las acciones estáticas
y dinámicas ejercidas por el material rodante sobre la estructura de la
vía.
Tipos de elementos
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Los elementos que pueden formar parte de una sujeción son
básicamente:
Elementos de anclaje a la traviesa. Se trata de los elementos que
unen el conjunto de la sujeción a la traviesa.
Placa de asiento. Elemento que se sitúa entre el carril y la traviesa,
que puede ser rígida para reducir la presión específica transmitida por
el carril, protegiendo a la traviesa, o elástica para amortiguar los
esfuerzos sobre la traviesa y dotando a la vía de una cierta
elasticidad.
Elementos de anclaje de la placa. Se trata de aquellos elementos que
mantienen la placa unida a la traviesa.
Elementos de anclaje a la placa. Se trata de los elementos que unen
el conjunto de la sujeción a la placa.
Elementos de anclaje del carril. Son los elementos que mantienen el
carril en contacto con la placa de asiento o la traviesa, si la anterior no
existe.
Elementos elásticos, aislantes y de guía del carril.
CONCLUSIONES
La vía como elemento de soporte del ferrocarril cumple con la función
del guiado vertical y longitudinal del vehículo ferroviario, y de esta forma, las
relaciones creadas entre el elemento móvil y la estructura, son las
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generadoras de los esfuerzos aplicados tanto a la vía como en el vehículo.
En el caso de la vía con balasto, el material granular (las partículas de
balasto) amortigua las vibraciones, soporta los esfuerzos y redistribuye las
presiones sobre el suelo, y asegura el drenaje y la rápida evacuación de las
aguas superficiales.
El aumento progresivo de las velocidades de circulación de los
trenes, ha hecho aumentar los esfuerzos sobre las capas de asiento
de la superestructura, haciéndose necesario (o al menos
recomendable) aumentar el espesor de la capa de balasto a 35 cm.,
añadir subcapas, utilizar materiales de mayor calidad y la
introducción de elementos elásticos entre los componentes para
mitigar las nuevas vibraciones generadas.
RFERENCIAS ELECTRONICAS
http://www.ahtgelditu.org/dokumentuak/aht_informea_es.pdf
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http://www.uclm.es/cr/caminos/publicaciones/
Cuaderno_Ing_Territorio/4jornadas/JavierGutierrezPuebla/2.pdf
http://es.wikipedia.org
http://www.abc.es/20120829/medios-redes/abci-diez-trenes-
rapidos-planeta-201208290938.html
WWW.spanish.china.org.cn
http://www.youtube.com/watch?v=24lRB8U332M
ANEXOS
ANEXO1. BALASTRO
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