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MANTENIMIENTO GEOMETRICO DEL TRAZADO FERROVIARIO

Mantenimiento geométrico del trazado ferroviario es, mantener en sus condiciones originales las mediciones de toda la estructura de la vía férrea, además de la armonía del trazado en su conjunto general. La geometría del trazado ferroviario se basa en el concepto de la aplicación de los elementos geométricos en el plano, considerando sus tres dimensiones; lineal, superficial y volumétrico (largo ancho y grueso).

1. Programa de mantenimiento geométrico.

Un programa de mantenimiento geométrico de la vía férrea, debe abocarse a la revisión de los elementos que conforman la geometría -de la vía como son; !os apáralos de vía y nivelación y alineación de los mismos, ya que de la exactitud geométrica de los ángulos de ataque a la entrada y salida de los cambiavías, se producen los efectos de esfuerzos dinámicos sobre dichos elementos, así mismo, sobre la vía férrea en si misma, en las entradas y salidas de curvas, tanto horizontales corno verticales.

2. Superestructura.

Se comprende como la Superestructura Ferroviaria lo que va desde e! balasto inclusive, hasta el riel, constituyendo la vía férrea en sí, cuando ésta se superpone sobre los terraplenes ó sobre los pisos de las trincheras. Cuando la vía férrea se encuentra sobre los puentes ferroviarios, comienza desde el durmiente apoyado sobre los perfiles estructurales y, el mantenimiento geométrico de su trazado debe hacerse con métodos manuales, debido a la rigidez de sus anclajes y fijaciones, por lo que no se pueden utilizar equipos mecanizados que puedan desajustar la estructura en su conjunto, potencial izando un accidente ferroviario.

La Vía Férrea. La vía férrea es una estructura tridimensional, por cuanto sus elementos armados conforman una sección trapezoidal y se cuantifican sus dimensiones Esta relación geométrica se aplica al tren ferroviario, ya que éste se a nova sobre dicha estructura a través de sus elementos rodantes por contacto, por lo cual asegura la transmisión de los esfuerzos de tracción y frenado.

a. Condicionantes fundamentales de la vía férrea:

La vía férrea tiene dos condicionantes que afectan sus características geométricas:

a.1 - La Orografía del terreno (Topografía)

a.2- La Calidad de circulación (Características del equipo rodante).

a. 1- La Orografía del Terreno:

El trazado de la vía debe adecuarse lo más posible a las condiciones existentes del terreno, por lo que generalmente describe longitudinalmente rectas y curvas tanto horizontales (en planta) como verticalmente (en alzado). El aspecto económico juega un papel muy importante en cuanto al trazado de la vía, pero hay que evaluar más las ventajas que las desventajas en cuanto a mantenimiento a largo plazo. En el origen y destino de un trazado ferroviario siempre será ideal que la vía proyectada sea lo más corta, recta y plana posible, ya que, estas tres condiciones limitan los costo de mantenimineto

a.2 - La Calidad de la Circulación:

La vía férrea debe estar relacionada con las características de los equipos rodantes, y ofrecer ciertas características geométricas a la circulación.

a. Características de los equipos rodantes en cuanto a:

a) Largo total del equipo circulante.

b) Longitud entre ejes.

c) Peso por eje.

d) Capacidad de arrastre requerida.

e) Fuerza tractiva.

f) Conjunto de elementos

b.- Elementos que definen la Geometría de la vía férrea. Las condiciones geométricas impuestas en la vía son:

a. - En relación al Trazado:

Alineación en planta (Planimetría).

Alineación en alzado (Altimetría)

b.- En relación a la circulación del equipo rodante:

1. Alineaciones en planta:

Peralte, Curvas de Transición, Entrevías, Sobreanchos, Radios.

2. Alineaciones en alzado:

2. a.- Límite de inclinación de las rasantes (adherencia de la rueda al riel por la pendiente, problemas de tracción y frenado).

2. b- Establecimientos de curvas de acuerdo o de Variación

Gradual

c. Parámetros que definen la Geometría de la Vía.

Como consecuencia de las acciones ejercidas por el equipo rodante sobre la vía y que originan desajustes, deformaciones y desgastes, se tienen 4 parámetros clásicos entre cuyos efectos no se ha comprobado ninguna ley de correlación, por lo que se tratan con carácter independiente.

• Nivelación longitudinal: Es la que se obtiene a partir de las cotas reales de la vía a lo largo de cierta longitud comparada con la cota técnica.

• Nivelación transversal: Es la diferencia de altura entre 2 rieles, pordefecto o asiento del balasto o por desgaste del durmiente en el asiento del riel.

• Alineación: Es el desplazamiento hacia la derecha c izquierda de los rieles con respecto al eje de la vía.

• Ancho de Vías: Es la distancia entre las caras interiores de los rieles 5/8" por debajo del camino de rodadura.

d. Corrección Geométrica de la Vía.

La vía férrea está sujeta a los daños de su geometría debido a la variación de la temperatura de los rieles, circulación de los trenes, eclisas desajustadas, etc. Para mantener la vía férrea en buen estado hay la necesidad de hacerse la corrección de la geometría de la vía.

e. Disposiciones constructivas.

Se adoptan para compaginar la geometría de la vía con la circulación de vehículos y tienen reflejo tantos en las alineaciones en planta como en alzado, y así darle forma a la vía para contrarrestar acciones destructivas o deformantes.

Peraltes, curvas de transición, entrevías, sobreancho para vías paralelas, sobreancho de la vía en curvas, son elementos con los que en definitiva se proporciona a la vía férrea, la calidad de su trazado geométrico. En la medida que ellos se mantengan dentro de sus parámetros normales o estándares, así conservarán por un mayor tiempo sus características originales. Las deficiencias de la orografía y del equipo rodante confluyen en los defectos del trazado geométrico de la vía férrea.

El mantenimiento de estos elementos se realiza con instrumentos de medición, deficiencias del Peralte, de alineación y de nivelación, en 'as curvas circulares y de transición, en las curvas de acuerdo, en ¡os cambiavías y vías principales y patios o apartaderos.

Cambiavías.

Sobre esta estructura compuesta por el cambio, los rieles, el cruzamiento y los accesorios de cada uno de ellos, se producen al mismo tiempo y en puntos diferentes, al momento de estar pasando un tren, una combinación de eventos casi simultáneos. Condicionado la estabilidad de la estructura. Si a ésta sumamos la condición física del conjunto de rodamientos de las locomotoras y los vagones, además de los esfuerzos transversales al eje de la vía, como son "golpes" centrífugos que genera el empuje de las ruedas sobre los hongos de los rieles, estaríamos hablando de una multiplicación de efectos mecánicos sobre el conjunto de cambiavías que, combinando los defectos que se pudieran encontrar en ambas o en uno solo de los componentes rueda-riel, rompen el equilibrio armónico del conjunto del cambiavía.

a. Cambios.

Es la sección de entrada al cambiavía, desde el frente de las puntas de las agujas hasta los bloques de aguja. En la sección del cambio a nivel de las agujas se producen desgastes, con mayor porcentaje en la que forma la curva hacia el lado derecho o izquierdo, o sea. Si el cambiavía es derecho, es la aguja derecha la que forma la curva del cambio y es la que sufre mayor desgaste por acción de la fuerza centrífuga. Viceversa, si e! cambiavías es izquierdo, es la aguja izquierda la que más desgaste sufre.

El desgaste de estos componentes de la vía férrea no necesariamente indica defectos geométricos de sus elementos, va que fácilmente al ver una desalineación pudiera asociarse con un defecto de la vía.

b. Cruzamientos.

Es la sección de salida del cambiavía, desde la entrada del cruzamiento (boca o pata de liebre de entrada, a su salida (cola o pata de liebre de salida).

Su mantenimiento geométrico se basa en:

a. Alineación del cruzamiento con respecto al eje central de la vía de entrada y a los ejes de la vía de salida.

b. Nivelación del cruzamiento con respecto a los guardárteles y, a las entradas y salidas.

Los desgastes de la punta del corazón y de las alas derecha e izquierda del cruzamiento producen concavidades que generan efectos por percusión sobre el cruzamiento, placas de asiento, durmientes y balasto, lo cual, además de ocasionar:

(a) desplazamientos del balasto,

(b) cambio de posición de las placas de asiento,

(c) corte que producen las planchuelas sobre la madera; producen asentamientos del conjunto cruzamiento -rieles- durmientes y balasto.

Las concavidades producidas por el desgaste al paso de las ruedas de los vehículos, se rellenan con soldadura especial de acero al manganeso. La corrección por el desgaste de los durmientes dependerá de la profundidad del corte de las placas de asiento sobre los mismos durmientes. Los desgastes pueden confundirse con defectos de nivelación y de alineación, por lo que se deben utilizar reglas especiales o cuerdas para medir las flechas, si no disponen de los carros geométricos de medición.

3. Infraestructura.

Conociendo como infraestructura el soporte de la vía férrea y que comprende:

a. Terraplén: Es la sección de tierra que se compacta sobre el

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