Comportamiento Suelos

Capitulo I.

La vía férrea

1.1. - Introducción.

Características del transporte ferroviario

Características del material rodante ferroviario.

El ferrocarril tiene la característica de ser un transporte guiado, sus movimientos están limitados a la ubicación de los carriles o rieles.

Es un transporte seguro, estable y económico, aunque su costo inicial es muy elevado. El consumo de combustible de un tren es 3 veces menor que el de un equipo de carretera para iguales cargas y distancias. La carga llega a destino toda al mismo tiempo, requiere menos personal para su traslado y generalmente sus tarifas por kilómetro son más baratas.

El material móvil ferroviario tiene también características propias que lo hacen distinto al resto de los medios de transporte.

Son guiados, es decir que se inscriben según la posición de los carriles por donde circulan.

Las ruedas de los equipos ferroviarios están fijados a los ejes (calado), lo que los hace más fuertes pero tiene el inconveniente de que al entrar en las alineaciones curvas resbala una con respecto a la otra, para evitar esto las ruedas se construyen de forma cónica, lo que permite que al circular por las curvas, las ruedas tengan una misma velocidad lineal, debido a la diferencia de diámetro en las ruedas.

Para evitar que las ruedas se salgan de los carriles, éstas tienen pestañas en su borde interior.

Las cargas, excepto en las locomotoras de vapor; se aplican en el exterior de los ejes, en las manguetas o muñones. Esto permite que el equipo sea más ancho y por ende permitir más cargas, esto último también es posible por estar la carrocería o caja sobre las ruedas.

Los ejes son paralelos en cada bogie (truck o carretilla), para girar en una curva se realizan dos movimientos, uno alrededor del eje del radio de la curva y otro alrededor de un punto denominado centro de giro del truck o bogie ( Ver fotos en anexo).

Tipos de material rodante: Los equipos ferroviarios se ubican en dos grupos. Equipos tractivos y equipos de arrastre.

Los equipos tractivos son los que generan el movimiento, pueden ser: locomotoras, coches motores y otros equipos automotores, como grúas, autodresinas, etc.

Todos los equipos tractivos, sea cual fuere el combustible que utilicen, tiene un grupo de equipamientos adicionales como son: generador de corriente, para su alumbrado y energía necesaria, compresor, para la producción de aire para el sistema de frenado y para la expulsión de la arena que utilizan para dar mayor adherencia en su marcha, tanto a la arrancada como al frenar.

Las locomotoras según la energía que utilicen pueden ser:

De vapor: como combustible pueden utilizar: carbón mineral, fuel oil o madera según su fabricación. El vapor producido hace mover los pistones que a su vez mueven las barras que están unidas a las ruedas. Este tipo de locomotora aún se utiliza.

Diesel - eléctricas, el motor de combustión interna mueve un generador que produce la electricidad necesaria para mover unos motores eléctricos de tracción instalados en los ejes de los bogies.

Diesel - hidráulicas, el motor diesel alimenta unas bombas de presión que hacen mover el mecanismo de los ejes de los bogies de las locomotoras o las barras unidas a las ruedas, semejantes a las de las locomotoras de vapor

Eléctricas, se mueven por la electricidad que toma de las conductoras eléctricas instaladas.

(Catenaria) y un sistema de transformadores para los distintos usos del tren.

Equipos de arrastre, vagones. (ver figuras en anexo)

Los vagones pueden ser para cargas, expresos o para pasajeros, cada uno de ellos con sus características específicas.

Los equipos para cargas, según el tipo de mercancía que traslade pueden ser:

Casillas, equipos cerrados con puertas de cierre hermético o casi hermético, que se utiliza para el traslado de productos envasados, tanto en cajas como en sacos, que requieren de cierta protección contra el intemperismo, las hay refrigeradas, para trasladar mercancías de fácil descomposición.

Cajones o góndolas, estos equipos son abiertos por arriba o presentan barandas altas, se utilizan para la carga de mercancías a granel, fundamentalmente granulados.

Planchas o plataformas, equipos lisos, para cargas de gran dimensión. Pueden ser de varios tipos como, con el piso deprimido, para cargar elementos altos se denomina calandria, cuando tiene instalados elementos que sirven para fijar los contenedores al piso y evitar su caída o vuelco. , se llaman porta contenedores, se llaman trineos, las planchas que tienen en el piso un sistema de rodillos para trasladar cargas que se coloquen en la vía como carriles, campos o eslabones, etc

Cisternas para líquidos, silos para cereales.

Tolvas para materiales que se descarguen por gravedad, como piedra para el balasto, azúcar a granel, etc.

Jaulas para la carga de ganado y para caña de azúcar

1.2. - LA INFRAESTRUCTURA DE LA VÍA FÉRREA. Generalidades.

Función de la infraestructura. La infraestructura es la obra ingeniera que se obtiene mediante el movimiento de tierra para llevarla al estado tal, que permita la colocación en su superficie de la superestructura de la vía férrea.

La superestructura de la vía férrea no se coloca directamente sobre la superficie de la tierra debido a sus irregularidades.

Para su colocación, se requiere que en los lugares donde el nivel del terreno se halle por debajo de la rasante proyectada se rellene y en el caso contrario se corte, es decir sea confeccionada una faja de vía de ancho y alto determinado a todo lo largo del tramo diseñado denominada explanación, explanada o plataforma. De esta forma se obtienen terraplenes cuando el nivel de la rasante proyectada se halla por encima del nivel de terreno y excavaciones o cortes en el caso contrario, relacionados muy estrechamente con los drenajes y obras de fábrica necesarias para la evacuación de las aguas o para salvar obstáculos que se interpongan en la dirección de la vía

Las características del ferrocarril hacen que su trazado sea lo más recto y llano posible, por lo que se trata de que no se produzcan pendientes de grandes dimensiones y curvas horizontales de cortos radios. No obstante por la presencia en la superficie terrestre de elevaciones con fuertes pendientes, depresiones, lagunas, ríos, etc.; se precisa construir las explanadas no sólo en rasante sino además con pendientes, rampas, curvas, etc.

En los lugares donde se crucen con ríos, arroyos, depresiones, o elevaciones, etc.; se construyen puentes, viaductos, alcantarillas o túneles, así como canales, canaletas, cunetas y zanjas con vista a conducir las aguas pluviales hacia los arroyos o ríos, también se construyen obras protectoras como banquetas, muros de contención, para evitar deslaves o corrimientos de las capas de suelo.

En la infraestructura, debido a la carga de los equipos ferroviarios o por factores climáticos, no deben producirse deformaciones residuales ni susvalores deben superar los valores permisibles. Por eso se deben construir con materiales poco deformables, compactarse adecuadamente y construir los drenajes necesarios.

Tipos de explanaciones y sus elementos constructivos. En dependencia de que sea necesario rellenar o cortar las masas de tierra para construir la explanación, se construyen los terraplenes o las excavaciones respectivamente.

Cuando se construyen las explanaciones en laderas, se pueden obtener una combinación de estas dos formas de construir la infraestructura, denominándose semi- excavación, semi- terraplén o semi terraplén- excavación. El punto de traspaso de una excavación a un terraplén donde el nivel de la rasante es igual al nivel del terreno natural, donde no es necesario ni rellenar ni cortar; se denomina punto 0 ó rasante 0. Excluyendo los puntos 0 rasantes 0, incluso en los lugares donde la capacidad portante del terreno lo permita, no debe construirse la explanada a nivel del terreno, para protegerla de posibles inundaciones.

La faja del terreno donde se construyen las explanadas se denomina base. La parte superior, donde se coloca la superestructura de la vía se denomina corona. Ella está limitada por los taludes.

El punto donde se corta la corona con el talud se llama borde de la corona

El punto donde se corta la base de la explanada y el talud se denomina pie de talud.

El espacio entre el pie de talud y la obra de drenaje más cercana se denomina berma.

La altura de la explanada se determina por su eje desde el nivel de la corona hasta el nivel del terreno. La profundidad de la excavación se determina por el eje de la vía desde el nivel de la corona hasta el punto donde se corta el eje de la vía y la línea que une los dos bordes del talud. La relación de la proyección vertical del talud con la horizontal, se denomina curvatura del talud.

La configuración de la explanada se construye de tal forma que no permita que se deposite agua en la superficie, así como permitir la posibilidad de colocación de las traviesas o los campos pre ensamblados antes del riego del balasto, sin que se afecte la calidad de la compactación.

En vías sencillas la corona de la plataforma se construye en forma trapezoidal, teniendo en su centro un espacio entre el eje y su borde de 1.15 m. elevada sobre la horizontal a 0.15 m.

Esta configuración permite colocar sobre ella las traviesas y los carriles, para que puedan circular los trenes de obra y aunque el espacio de 2.3 m es menor que el largo de las traviesas, excluye la formación de aplastamiento en la explanada por la presión de la traviesa.

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