Componentes de la Vía Férrea
Balasto
El balasto a la piedra partida 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.
Los requisitos exigidos a un buen balasto de piedra
partida y de óptima granulometría y apto para soportar cargas verticales que
superan las 20 Ton/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.
Balasto de Vía
http://www.revistalineas.com/numero32/idi.htm
El Durmiente
El durmiente es uno de los componentes fundamentales en la
estructura de vía, ya que le permite mantener unidas y a la vez a una distancia
fija a los rieles que conforman la vía, así como mantener unido al balasto.
Estos pueden ser de madera dura, de hormigón o de acero.
Las funciones de los durmientes son:
- Mantener
a los rieles de la vía con la separación establecida.
- 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.
Durmiente de Vía
http://t21.com.mx/ferroviario/2015/02/03/predomina-importacion-durmientes-madera
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 Ton/eje. En líneas de alta velocidad,
actualmente se alcanzas velocidades que superan los 300 Km/horas. 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:
ü
Alta resistencia al desgaste.
ü
Alta resistencia a la compresión.
ü
Alta resistencia a la fatiga.
ü
Alto límite elástico, una alta resistencia a la
tracción y elevada dureza.
ü
Alta resistencia a la rotura.
ü
Poder ser soldado.
ü
Alto grado de pureza de los componentes.
ü
Buena calidad de la banda de rodadura.
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 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 %
Riel de la Vía
http://gitel.unizar.es/contenidos/cursos/FTE/Web_Ferrocarriles/INFRAESTRUCTURA(La_via--Partes_de_la_via).html
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.
Clavo Rielero
http://www.railfasteners.es/
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.
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)
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.
Arandela
http://www.railwaypart.es/7c-dual-washer.html
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.
Fuentes:
http://www.alaf.int.ar/publicaciones/MANUAL_INTEGRAL_DE_VIAS.pdf
http://www.revistalineas.com/numero32/idi.htm
http://t21.com.mx/ferroviario/2015/02/03/predomina-importacion-durmientes-madera
http://www.railwaypart.es/7c-dual-washer.html
http://www.railfasteners.es/
http://gitel.unizar.es/contenidos/cursos/FTE/Web_Ferrocarriles/INFRAESTRUCTURA(La_via--Partes_de_la_via).html
