Tema I Introducción.1.1 Organización y estructura de la actividad de vías férreas.La organización de los ferrocarriles a escala mundial tiene disimiles formas, no

obstante en todas ellas siempre habrá una actividad que se dedique al mantenimiento y reparación de las vías férreas, incluyendo en esto las obras de fabricas mayores y menores. En Cuba ha tenido variadas formas, unas con mando vertical de la actividad y otras con mandos horizontales.

En la actualidad esta actividad esta dirigida por un vice director general de la Unión de Ferrocarriles de Cuba, y la actividad se denomina instalaciones fijas.

Este vice director atiende las empresas de Vías, Obras y Construcciones (VOC), Constructor de Vías Férreas (CONDOR), Planta de Soldar Carriles, El Centro de Desarrollo de Inversiones (CEDI) y la Empresa de Comunicaciones y Señalizaciones y Electrificación (COS y E).Se ha establecido un vinculo permanente entre estas actividades, así como cada cual atiende una parte relacionada con la actividad de referencia.

La empresa VOC se dedica al mantenimiento de la superestructura de la vía y de las fajas aledañas a la vía, en una dirección que promedia de 15 o más metros a ambos lados del eje de la última carrilera. También realizan reparaciones medias y ligeras, cambios de elementos de la superestructura de la vía, mantenimiento y reparaciones a puentes y alcantarillas, así como a obras civiles.

La empresa CONDOR realiza las reparaciones capitales y las nuevas construcciones de la superestructura de la vía, así como realiza la colocación y cambios del carril largo soldado (CLS).

La planta de soldar carriles suelda, repara y chequea los carriles soldados, construye pilotes, traviesas y largueros a partir de carriles. Los carriles los sueldan en planta y también in situ. La empresa (COS y E) permite la comunicación interna del ferrocarril y mantiene y repara las señalizaciones, comunicaciones y el sistema de tracción eléctrica.

El CEDI controla el trabajo que realiza cada una de las anteriores empresas, así como atiende las inversiones que para cada una de ellas se realicen.

Tema II Construcción de la superestructura de la vía.2.1 Clasificación de los trabajos de vías.Como pudimos observar en el epígrafe anterior los trabajos de vías se clasifican

según el volumen de operaciones y materiales que se utilicen.Las operaciones generalmente son las mismas lo que cambia es el volumen a

ejecutar. Los trabajos de vías se clasifican en:

1

2.1.1 Construcción. La ejecución de una nueva inversión para lo cual se construyen nuevos trazados

de vías, construyéndose además de la superestructura una nueva infraestructura.El trabajo se realiza sobre la base de un proyecto ejecutivo, confeccionado de

acuerdo a los parámetros de explotación, donde se tiene en cuenta el tipo de equipo rodante, (tractivo y de arrastre), la densidad de tráfico y la velocidad técnica.

2.1.2 Reconstrucción. En la ejecución de una superestructura sobre una infraestructura remodelada o

rediseñada debido a la necesidad de ampliar los parámetros iniciales, de velocidad, carga por eje y densidad de tráfico. En la reconstrucción se amplía la corona de la explanación, se aumenta la potencia de la superestructura, se mejora los radios de curva, etc.

2.1.3 Reparación capital. Es el cambio total de la superestructura por una igual, nueva o por otra de mayor

capacidad portante nueva o de uso. Se aumenta el espesor de balasto se repara los drenajes y se colocan señales nuevas o reparadas.

2.1.4 Reparación media. Son cambios de elementos en la superestructura de la vía, en una cantidad tal

que no llega a ser una reparación capital. Se toma en cuenta la cantidad de traviesas, carriles y balasto en mal estado y se cambia un por ciento de ellos.

2.1.5 Reparación ligera. Es al igual que la media, cambio de los elementos de la superestructura de la

vía, en una magnitud menor a la anterior, se tiene en cuenta los mismos elementos que en la media y se toma un % menor que el anterior.

2.1.6 Mantenimiento.Es el cambio aislado de elementos de la superestructura de la vía o una serie de

operaciones que se realizan para evitar la pérdida de uno u otro elemento de la vía.El mantenimiento comienza desde que una vía se pone en explotación, el

seguimiento del comportamiento de cada elemento, la atención a tiempo de un defecto, el control constante sobre la vía ya es mantenimiento.

Con el chequeo periódico se trata de hacer un diagnostico de lea situación que ocurre, de los fenómenos que provoca el defecto y se determina la forma de combatir la formación o desarrollo de un defecto o desgaste en los elementos de la vía.

Los mantenimientos al igual que el resto de las reparaciones se planifican en un periodo de un año.

2.1.7 Cambio de carril normal. Este trabajo se realiza cuando un numero considerable de carriles se encuentran

en mal estado y el resto de los elementos aun tienen la posibilidad de seguirse explotando por largo tiempo.

Puede realizarse un cambio de carril de igual tipo pero nuevo o de mayor capacidad portante nuevo o de uso.

2.1.8 Cambio del carril largo soldado (CLS). Ese trabajo se realiza cuando ha transcurrido un tiempo de explotación del carril

normal, dado por la densidad de trafico, Este trabajo se realiza regularmente en vías de alta velocidad y permite que el trabajo se disminuya en un 33%, del utilizado en las vías con carril normal debido ala disminución de las juntas.

2.2 Trabajos previos a la construcción de la superestructura de la vía. Requisitos que deben observarse.

2

Antes del comienzo del montaje de la superestructura de la vía férrea una comisión técnica revisa el estado del acabado de la explanación, particularmente la corona.

Se corre un eje en el borde exterior de la corona a la derecha en orden ascendente de colocación cada 50m en rectas, en tramos curvos cada 20m. Se revisa el ancho de la corona y no se permite un estrechamiento mayor de 15cm, y se admite hasta 15cm de ancho por encima del proyecto. El corrimiento del eje por el extremo de la corona se realiza para que no estorbe en el momento de la colocación.

La corona presenta en su centro una elevación mayor que el de sus bordes en 10cm, se permite tener hasta 5cm de altura, pero no se permite que se sobrepase en mas de los 10cm establecidos.

Se comprueban los perfiles longitudinales, los radios de curvas, la compactación, los niveles de los fondos de las obras de fabricas y de drenaje, sus pendientes, los taludes, etc.

- Ventajas de la colocación de campos pre ensamblados.El método de colocación de la vía con campos pre ensamblados tienen una gran

ventaja sobre la colocación manual, por la rapidez con que se colocan los campos. Si de forma manual la construcción de km de vía se requiere de cientos de trabajadores y un tiempo de aproximadamente 10 días, hoy con la tecnología se es capaz de montar en un día hasta 10 km, existiendo maquinas tenedoras de vías capaces de colocar 300 m en 4 horas de trabajo.

La colocación de campos pre ensamblados permite la mecanización, tener todas todos los materiales necesarios acopiados mucho antes de que se comience la obra y por supuesto aumenta la calidad del acabado de la vía.

2.3 Selección de la zona de emplazamiento las plantas de ensamblaje.Para la construcción de los campos es necesario tener un lugar adecuado donde

poder ensamblar. Este lugar debe ser previamente seleccionado, pues de su buena ubicación depende la prontitud con que se haga la explotación de una obra.

Para esta ubicación debemos tener en cuenta dos cuestiones importantes, la topografía del terreno las condiciones socioeconómicas del área.

Desde el punto de vista topográfico el área debe concentrarse en un terreno llano o con pendientes promedios no mayores de 1‰; debe estar en un tramo recto o en curvas de no menos de 500m de radio, pero con la condición que el área donde se ubique la plantilla este en un área recta. Preferentemente debe ser un lugar con cierto desarrollo ferroviario.

Desde el punto de vista socioeconómico deberá estar ubicado cerca de centros poblacionales, en un área de fácil acceso automotor, con buena existencia de agua potable y con facilidad de obtención de energía eléctrica y comunicación telefónica, que existan centros asistenciales de ser posible. Ubicación cercana a canteras de piedra o a planta de traviesas, seria lo más racional.

2.4 Trabajos que se realizan en las plantas de ensamblaje.En las plantas de ensamblaje se realizan varios tipos de trabajos:

1. Ensamblaje de campos con materiales nuevos o de uso en buen estado técnico.2. Desmantelamiento de campos, seleccionándose los materiales que puedan ser

recuperados.3. Ensamblaje de conexiones con materiales nuevos o de uso.

4. Carga, descarga y almacenaje de los elementos que componen el campo y el propio campo después de ensamblado.

2.5 Desarrollo vial de una planta de ensamblaje.

3

Teniendo en cuenta todos los trabajos que se realizan en una planta de ensamblaje, el desarrollo vial de las mismas deben contemplar todas las carrileras necesarias para cada operación y para las maniobras internas en la planta.

Por ello deben contemplarse las siguientes vías:2.5.1 Vía de la plantilla donde se ensamblan los campos. Esta plantilla tiene una longitud que depende de la producción diaria de la fabrica

o planta.Su longitud útil, es decir; la menor dimensión de la vía donde se ensamblan los

campos será igual a:

Lens= + ; donde: (2.1)

S - Producción diaria de la planta en metros.nlim - Número de camadas que se puedan almacenar en la plantilla. Para traviesas de hormigón 2 y 3 para traviesas de madera.lcamp – Longitud de un campo. En Cuba es igual a 2.5m.l - Distancia entre dos campos.Lens - Longitud de la plantilla en metros.

2.5.2 Vía para el servicio de ensamblaje y maniobras. Aledañas a la plantilla cuya longitud útil es igual a la de la plantilla, se ubica

dentro de la grúa pórtico.2.5.3 Vía para el desmantelo. Es donde se desmantelan los campos, debe ubicarse cerca de la grúa pórtico o

debajo de ella.

Ldesm= donde: (2.2)

lfrente - Longitud del frente de trabajo a desmantelar en mlcamp - Longitud del campo a desmantelar en mncamp - Número de campos por planchas.lplanch - Longitud de la plancha.lloc - Longitud de la locomotora en mlc - Longitud del caboose en m

2.5.4 Vía para el acopiadero.Generalmente se construyen dos vías para este fin, en una se coloca la grúa que

va a cargar los vagones y en otra los vagones vacíos (si la grúa es ferroviaria). Su ubicación dentro de la planta es siempre en el lado contrario a los vientos predominantes, para evitar la contaminación por el polvo.

La longitud útil de este acopiador, por carrilera; es como sigue:

Lacop= donde: (2.3)

lloc - Longitud de la locomotora (m).ltolv - Longitud de la tolva (m).n1 - Número de la tolva = V/Vtolv.lc - Longitud del caboose (m). El número 2 indica que la vía debe ser el doble de largo para que puedan

moverse los vagones por su interior.V - volumen a regar.

4

V tolv - Volumen de la tolva (36 m3).2.5.5 Longitud útil del deposito de los equipos de la construcción.En este lugar se colocan los equipos de construcción, tales como grúas,

dresinas, maquinas constructoras (Tamper).

Leq const=lgrua+leq mont (2.4)2.5.6 Longitud útil para los campamentos de las brigadas.Esta vía se construye para ubicar en ella los campamentos que tienen las

brigadas de montaje y la brigada de equipos. Se ubica lo mas alejado posible del acopiador y lo más cercano posible a los vientos predominantes. En ellas tienen que ubicarse todos los trabajadores, por lo que su dimensión depende del mínimo de viviendas necesarias y de los vagones adicionales o de apoyo a la brigada.

Generalmente este tipo de brigada se compone de 70 a 80 hombres y cada casilla campamento tiene capacidad para 6 u 8 hombre, la dependencia de su longitud posee una cocina- comedor, un vagón cisterna para el agua, un palo y almacén de piezas y lubricantes; un almacén de víveres, así como un vagón para el trabajo de los técnicos y el jefe de la brigada, este vagón algunas veces no se ubica en el lugar, puesto que el del almacén se puede dividir en dos partes.

Ldep camp=lpañol+lalm+lcist+n2 lviv+lcoc-com+lloc+lc (2.5)2.5.7 Longitud útil de los carriles de la grúa pórtico.Este carril tiene 100 m mas de largo que los carriles de la plantilla, dándole

equitativamente 50 m a ambos lados de la misma.Para hallar la longitud total de una planta de ensamblaje se debe conocer el

ancho entre vías, entre cada uno de los carriles, el tipo de conexión que se posee y como se colocaran unas con otras.

El entrevías entre carriles de acopio de piedra es de 3.6 m de ancho, pero entre unas de las carrileras de acopio y la primera vía de la planta debe ser de 10.00 m.

Entre la grúa de pórtico y la carrilera de plantilla es de 3.70 mEntre el resto de los carriles es de 5.30 mEstas son las distancias mínimas.Para hallar la longitud total debemos tener lo siguiente:Para cualquier carrilera:

Ltotal=Lutil+2 donde: (2.6)

E - Distancia entre ejes.Alfa - Ángulo de giro de la conexión.l- Distancia entre la longitud útil y el punto de comienzo de la curva que enlazan con la conexión.

Desarrollo vial de la planta de ensamblaje:1. Vía de servicio a la plantilla o de maniobra.2. Vías de la grúa pórtico.3. Plantilla.4. Vía de deposito de los equipos.5. Vía de deposito del tren de montaje.6. Vías de desmantelo.7. Vías del acopiadero

Locomotoras

5

TE 114 MLW M 62 KTEM 15TEM 4

TEM 2 TKGM 900

18.29 17.78 17.40 17.275 13.016

Planchas

Rusa Rumana Cubana U.S.A

14.62 16.18 14.3 14.84

Viviendas, Almacenes, Cocina- comedor, Pañol

Rusa Rumana Hopper Caboose

15.9 16.18Ruso U.S.A

16.2 14.613.38 10.0

Grúas Trineos Eq. Tamper Cisterna

UK KDE14.6 6.00 12.6

40.8 14.0

Coches de Viajeros

FIATTaíno

FIATItaliano

U.S.A España Budd

25.5 24.6 24.46 21.35 25.9

Tabla 2.1. Longitudes (en metros) de los equipos que se utilizan en las Plantas de Ensamblaje.2.6 Clasificación de una planta de ensamblaje.Las plantas de ensamblajes según la necesidad de permanencia en el lugar de

ubicación, pueden ser temporales o permanentes.Son permanentes si económicamente se justifican, es decir, cuando el volumen

de trabajo de la planta satisfaga tanto las nuevas construcciones, como las reparaciones, sin que esto conlleve a la paralización temporal de la misma, o sea cuando tenga la capacidad saturada de forma ininterrumpida.

Por ello cuando se va a construir una planta de ensamblaje hay que tener en cuenta las vías del área, zona o territorio en explotación y el periodo entre reparaciones de estos tramos o de vías. Es decir que si el volumen de trabajo total(L) en km, dividido por la producción anual, nos da un tiempo (t) que al ser comparado con el tiempo transcurrido entre dos reparaciones capitales (tperiódica), obtenido por la expresión; la densidad de tráfico circulada por las vías en explotación entre dos reparaciones dividido por la densidad de transito de un año (año); resulta ser mayor o igual, la planta de ensamblaje se clasifica como permanente, en el caso contrario seria provisional o temporal.

t= (2.7)

6

= (2.8)

EJEMPLO.Se requieren construir 100 km de vías nuevas con carril P-50 en un lugar donde

hay en explotación 1500 km. La densidad promedio anual de trafico es de 9.0 mill.ton.km/km. año, el desgaste máximo permisible es de 3mm, comprobándose que el desgaste máximo se produce al circular 38 mill.ton.km/km bruto. Se quiere instalar una planta con una productividad diaria de 500 m por turno de trabajo en dos secciones, trabajando 220 días en el ano.

Se requiere además de clasificar la planta, diseñar las vías que se utilizan en la planta. La productividad diaria de desmantelo cuando esto es necesario es de 500 m diarios. El carril que se esta desmantelando es P-50 con una longitud de 12.5 m por norma de protección no se permiten mas de 6 campos desmantelados por plancha y por norma de carga de campos de hormigón no se permite mas de 7 campos por plancha. La productividad de montaje es de 1000 m/días.

DESARROLLO.

1- Selección de la planta de ensamblaje.Recuérdese que se trabaja en 2 tramos con una producción de 500 m cada uno:

7.3 > 4.22

Por lo tanto la planta es permanente.2- Diseño de las vías de la planta.2.1 Longitudes útiles de las carrileras.2.1.1. Longitud útil de la carrilera para la plantilla.

2.1.2. Carrileras de acopio.La longitud de las tolvas que usaremos es igual a 10 m. El riego de balasto se

realiza en dos etapas por lo que en lugar de 1800 m3 se regaran 900 m3 por vez.

donde: V- volumen total a regar

Vtolv- volumen de la tolva (36m3)

7

tolvas

2.1.3. Longitud útil de la vía del desmantelo.

2.1.4. Longitud útil para el deposito del campamento.La brigada de montaje tiene una plantilla de 70 hombres (incluye: mecánicos,

operarios reparadores de vías, operadores de equipos, jefes de brigada). En cada carro vivienda o campamento se pueden alojar 12 hombres. El tren tiene la siguiente composición:

n2- carros de vivienda. 1- cisterna. 1- carro cocina - comedor. 1- pañol. 1- almacén. 1- caboose.

Si el pañol, la cocina - comedor y el almacén son vagones del mismo tipo la ecuación:

=

2.1.5 Longitud de la vía de servicio a la plantilla.Igual que la plantilla 520 m.

2.1.6 Longitud de la carrilera de la grúa pórtico.100 m mayor que la plantilla 820 m.

2.1.7 Vía para el deposito de los equipos de construcción.En la planta hay 3 grúas del tipo UK.

3 grúas del tipo KDE. 3 equipos TAMPER(una EJAG-6, una STA y una BEB). Longitud útil

2.1.8 Vía para la carga y descarga de materiales.Igual que la plantilla, o sea, 520 m.2.2 Longitud total.Las conexiones son del tipo P-50 de rana 1/9 y ángulo de la rana igual a

6o20'25".

8

Para diseñar esta planta, comencemos con el esquema de la pagina 8. Analizando esta esquema comenzaremos por la carrilera # 5 deposito de los campamentos móviles.

a)

l en este caso es 0 y el 2 de la expresión desaparece por tener una

sola conexión o entrada.b) Carrilera de deposito de los equipos # 4

donde: E1=5.3m E2=12.0mE2= entrevía entre la carrilera 4 y el carril de la grúa, mas el entrevía entre el

carril de la grúa y la plantilla, mas el entrevía entre la plantilla y la vía principal.c) Analicemos la carrilera 7b (acopio)

d) Analicemos la carrilera 7a (acopio)

e) Longitud de la carrilera 6 (desmantelo)

f) Longitud total de la carrilera principal.

l1- Distancia entre la conexión de enlace de la carrilera 6 y la conexión de enlace de la carrilera 4 ( l1 para este caso es 30 m).

l2 - Distancia entre la conexión de enlace de la carrilera 6 y el tope que seria igual a la longitud de la plantilla.

2.7 Esquemas y secuencias del ensamblaje de campos. Ejemplos.2.7.1 Ensamblaje de campos.

Para el ensamblaje de campos previamente se debe conocer las características topográficas de la vía y las instalaciones existentes en el tramo a construir. El conocimiento de estos puntos garantiza que en las curvas se conozca donde ubicar los campos con carriles más cortos, para mantener la frontalidad de las juntas. También con esto se garantizan los campos cortos ubicados en los patios antes de llegar a una conexión. Los campos se marcan antes de ser trasladados al lugar de montaje. Este trabajo se realiza en cadena.

9

2.7.2 Ensamblaje de campos con traviesas de madera. Secuencia de montaje.

1. Carga y ubicación de los paquetes de traviesas (paquetes de 20 o 25).2. Distribución de las traviesas en la plantilla.3. Barrenado en el lugar que deben ser elevados, y tratamiento con antisépticos.4. Colocación de sillas.5. Colocación de carriles sobre las sillas.6. Fijado de los carriles a las traviesas (clavado de una de las dos bandas y después de llevado a cartabón clavar el otro carril).7. Almacenaje de los campos. Si el almacenaje se realiza dentro del área de acción de la grúa se colocan 16 camadas y si es fuera del área no mas de 11 camadas.2.7.3 Ensamblaje de campos con traviesas de hormigón.La secuencia constructiva es como sigue.1. Carga y ubicación de los paquetes de traviesas.2. Distribución de las traviesas en la plantilla.3. Colocación de las fijaciones en las bandas de la traviesa y en el centro.4. Colocación de las platinas bajo el área del carril.5. Colocación del carril.6. Ubicación de los pernos y elementos de fijación en los orificios de la traviesa.7. Apriete de las tuercas.8. Almacenaje de campos. Si el almacenaje se produce dentro del área de la

grúa pórtico se permiten 15 camadas, si es fuera de esta solo 11 camadas.2.7.4 Ensamblaje de conexiones.Las conexiones se ensamblan en bloques. Si el equipo de izaje tiene una

capacidad menor que 50 toneladas, tanto en la planta como en el lugar de colocación se divide en cuatro partes, si la capacidad de este es igual o mayor a 50 toneladas se ensamblan en dos partes.

Los bloques se ensamblan con largueros de madera de un largo menor de 45 m, los largueros de madera se ubican el lugar de colocación.

El bloque de la culata a la rana se ensambla con 14 traviesas normales.Los bloques se ensamblan en plantillas especiales.1. Bloque de la aguja. 2. Bloque de un desvío.3. Bloque de la rana.4. Bloque en la culata de la rana. Al igual que los largueros se sigue una secuencia que comprende:1. Colocación de traviesas y largueros sobre la plantilla.

La distribución se realiza haciendo que las cabezas de las traviesas queden para la parte recta en una misma línea para crear uniformidad y estética.

2. Se barrenan las traviesas y los largueros y se le aplican antisépticos.3. Se colocan las sillas, planchuelas, los bloques, las fijaciones y las barras.4. Se montan los elementos restantes entre dos.5. Se colocan los carriles y se fijan en uno de los lados, también se montan

las ranas, las guardarranas y se fija a cartabón el resto de los carriles.6. Se cargan en equipos especializados o en góndolas.

FIG. 2.4 MONTAJE DE UNA CONEXIÓN.

2.8 Carga de materiales de vía y su transportación.

10

Carga y transporte de los elementos que componen la vía. Carga y transporte de campos, balasto y conexiones ensambladas. Ejemplos y cálculos para determinar el equipo idóneo.

2.8.1 Carga y transporte de los elementos que componen la superestructura de la vía.Los elementos de la superestructura de la vía, carriles, traviesas, fijaciones y

balasto, se cargan a granel, desde los puntos de origen, generalmente puertos de embarque, almacenes generales ferroviarios o centros de carga, hacia los lugares donde van a ser utilizados, sean estas las brigadas y distritos de vías o las plantas de ensamblaje.

Los elementos de vías se cargan según sus características en paquetes o en contenedores según su longitud, volumen o peso.

2.8.1.1 Carriles.Los carriles al ser elementos sumamente largos se cargan directamente en

vagones ferroviarios abiertos (planchas) y según su longitud en una, dos o varias planchas. Como todos los carriles no son de igual longitud y de igual calibre, para la utilización de equipo, debe conocerse el peso de cada elemento, en caso de haber paquetes de carriles de varios calibres, su longitud y su peralto. Además debe conocerse el tipo de vagón (según su capacidad)que hay en existencia, para este fin. Para la carga se utilizan grúas con electroimán o aditamento especial.

Los carriles se tratan de cargar en varias camadas y en forma piramidal, para hacer más estable su transportación. Entre camadas se colocan varillas de madera como separador, colocándose estos en no más de 1.0 m para evitar deformaciones por flexión.

El carril al ser cargado en planchas toma la configuración de la curva de la vía o forma una cuerda con relación a ella. En el mundo se utilizan carriles cuyo peso por unidad de longitud oscila entre 35 Kg/m hasta 75 Kg/m por lo tanto, la exigencia de que debe conocerse el peso de los carriles y la capacidad del equipo, nos permite conocer la cantidad de carriles que podemos ubicar en cada vagón.

Fig 2.5 Carga de carriles en planchas ferroviarias Pongamos como ejemplo que queremos cargar y transportar carriles del tipo

P50 (51,51 kg m) de 12,5 m de longitud y tenemos para la carga una plancha de 50 ton de capacidad. Cuantos carriles podemos ubicar en la plancha.

Elemento U.MPeso en

kg.Elemento U.M

Peso en Kg

Anclas P43 u 1.01Tornillo tirafondo

P43u 0.53

Anclas P50 u 1.15Tornillo tirafondo

P50u 0.58

Arandela P43 Mu 49 Tornillo “T” u 0.68Arandela P50 Mu 68 Tornillo P43 u 0.43

Carril P43 ml 44.65 Tornillo P50 u 0.59

Carril P50 (1954) ml 51.51Traviesa de

madera Iu 120

Carril P50 (1965) ml 51.63Traviesa de madera II

u 100

Clavo de vía u 0.378Traviesa de madera III

u 95

Arandela plana u 0.064Traviesa de hormigón

u 250

Mordazas P43 u 15.61 Tuerca P43 u 0.16Mordazas P50 u 18.77 Tuerca P50 u 0.16

Presillas elásticas u 0.715Silla P43 u 5.26

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Silla P50 u 6.2

Tabla 2.2 Peso de los materiales que se utilizan en el ensamblaje de campos y en los trabajos de vía. Es decir cada carril pesa 643,88 kg = 0,65 tonSi tenemos una plancha con capacidad para 50 ton, si queremos conocer que

cantidad de carriles podemos ubicar, tenemos que:

carriles

Es decir, que cada plancha de 50 ton de capacidad puede ser cargada con 78 carriles P50 de 12,5 m.

2.8.1.2 Traviesas de madera. Las traviesas de madera se cargan al igual que los carriles en planchas, pero

también pueden ser cargados en cajones o góndolas. Las traviesas de madera se transportan en paquetes de 20 o 25 traviesas, unidas por un fleje.

Al igual que los carriles, las traviesas se cargan teniendo en cuenta su peso y su volumen y el tipo de vagón que se disponga. Una traviesa de madera tiene un peso que oscila entre 75 y 150 kg. según sea madera dura, semi-dura o blanda.

Fig 2.6 Cargue de la traviesa de madera en paquetes. Fig 2.7 Cargue de la traviesa de madera en planchas. 2.8.1.3 Traviesas de hormigón. Estas traviesas se cargan también en planchas ferroviarias, de la misma forma

en que se cargan las de madera, tienen un peso de 250 kg, por lo que la cantidad depende del tipo de plancha. Se cargan en paquetes de 16 unidades. Se cargan con grúas con aditamentos especiales.

2.8.1.4 Carga de los elementos de fijación. Los elementos de fijación se cargan en contenedores, bidones, cajas de madera

(guacales), etc. No requieren de vagones especializados, lo mismo puede cargarse en vagones cerrados (casillas), en góndolas o cajones o en planchas como en cualquier equipo automotor.

Estos elementos de fijación son de pequeñas dimensiones y su peso oscila entre 49 gramos y 18,8 kg por cada unidad.

2.8.1.5 Carga de campos.Los campos se cargan en planchas o en plataformas trineos, conocidas por

trineo, que es una plancha que posee rodillos en su piso para permitir que el paquete de campo ruede por ellos.

Cuando la carga se efectúa en trineos, la primera camada se realiza colocando el carril con la corona hacia abajo y la traviesa hacia arriba, el resto se coloca de forma normal.

Fig 2.8

La cantidad de campos a cargar por plancha no solo depende del peso de los campos o la capacidad de la plancha o el trineo. Depende además del gálibo permisible y de la estabilidad de los equipos en movimiento.

Generalmente no se colocan mas de 7 campos por planchas, sean con traviesas de hormigón como de madera. Cuando el tramo a recorrer entre la planta de ensamblaje y el lugar de montaje de la vía, es corto se permiten hasta 9 si la capacidad de la plancha lo permite.

2.8.1.6 Carga y transporte de balasto.El balasto para la vía se carga en equipos especializados. Son una especie de

tolvas que se cargan por arriba y descargan por debajo. La descarga es regulada mecánica o neumáticamente según abran las compuertas inferiores que poseen.

12

La capacidad de carga de estas tolvas es de 33 a 36 m3. En Cuba para la vía se utilizan 3 tipos de balasto, piedra picada, que puede ser de dos clases, roca ígnea o roca caliza, rocoso o pizarra azul, material que se utiliza en vías de poca intensidad de tránsito arena que se utiliza muy poco.

En los patios la ultima capa que se riega es gravilla para facilitar el trabajo de los obreros de movimientos. En Cuba utilizamos dos tipos de equipos. El BK, tolva que regula la descarga por medio mecánico, permitiendo la salida mediante la apertura de las compuertas inferiores, controlando la caída por medio de cadenas y pernos colocados adecuadamente en los orificios que tienen la tapa.

El Hopper, que es un vagón que funciona mediante el aire comprimido que le produce la locomotora y por este medio, mediante un mecanismo confeccionado al efecto, se regula la apertura de las compuertas.

Este equipo es capaz de descargar en todas las secciones transversales de la vía o en lugares definidos de esta sección transversal.

Figura 2.9Figura 2.10

1. Cadena de regulación.2. Traviesa de madera que evita que la piedra, arena o rocoso sobrepase

el nivel de la corona del carril.2.9 Secuencia de trabajo para la colocación de la superestructura de la

vía en tramos y estaciones. El éxito de la colocación y montaje de la vía férrea es reflejo de la buena

organización del ensamblaje de campos, así como del control que se tenga sobre la carga de campos y elementos de la superestructura. Otro elemento que se debe tener en cuenta es la organización que se observe en el lugar del trabajo.

La forma en que sean cargados los campos, observándose todos los elementos geométricos de la vía a montar es de suma importancia, recuérdese que en los tramos curvos hay campos que deben ser acortados en su carril interior, para mantener uniformidad en las juntas frontales.

En los patios debe tenerse en cuenta en que lugar se colocaran las conexiones, la colocación de campos de menores dimensiones que los normales para no variar la geometría de la vía.

Teniendo todo esto en cuenta la secuencia de montaje de la superestructura es como sigue.

Después de realizado el replanteo por las comisiones de estudio, los equipos de izaje comienzan la colocación de los campos previamente numerados, ubicando el eje de las traviesas en el eje de la explanada previamente fijado.

2.10 Colocación y ensamblaje de la vía mediante campos y a manos. Esquemas o secuencias constructivas.

2.10.1. Colocación de la vía mediante campos utilizando grúas de izaje ferroviario.Antes de comenzar a realizar los trabajos de colocación y montaje se procede a preparar la organización de los trenes de obra y los equipos de construcción.

El trabajo como es normal en este tipo de trabajo, se divide en tres etapas:2.10.1.1. Trabajos preparatorios.Estos trabajos se realizan fundamentalmente cuando se ejecutan trabajos en

vías en explotación o en una vía aledaña a la existente, con vista a disminuir el tiempo de cierre del tramo lo más posible.

Son trabajos preparatorios los siguientes:a) Preparación de la superestructura de la vía y los trenes de obra en una

rigurosa formación.

13

b) Replanteo del eje de la vía y ubicación de las conexiones con los patios y los enlaces.

c) Solicitud de ventanas, si se trabaja en tramos en explotación o de la construcción de una vía paralela a otra en explotación. También se piden ventanas si el trabajo se realiza en un ramal a una vía principal y durante un tiempo se requiere ocupar la vía principal.

2.10.1.2. Trabajos fundamentales.Estos trabajos son los que ocupan el tiempo de la ventana, son las vías

importantes. En estos trabajos se realiza lo siguiente:a) Colocación de los campos.b) Reajuste del campo y unión con los otros campos, alineación.c) Riego de balasto (primer riego) sobre los campos colocados.d) Primer levante de la vía, alineando, nivelando, calzando con equipos

(este levante se realiza dos veces con equipos TAMPER).e) Barredura y regulación del balasto y perfilado del prisma.f) Segundo riego de balasto.g) Segundo levante, realizándose todas las operaciones del inciso d).h) Barredura, regulación del balasto.i) Cancelación de la ventana de tiempo.

2.10.1.3. Trabajos de acabado.a) Terminación del apriete de los tornillos en las juntas y en las fijaciones del

carril a la traviesa.b) Regulación de las juntas.c) Alineación final.d) Regulación del prisma de balasto a mano.

2.10.2 Secuencia de los trenes de obra y de los equipos de construcción.

a) Los trenes de obra tienen que estar bien ubicados unos detrás de otros, con vista a que uno no estorbe el trabajo de otro. El primer tren que sale es el tren colocador, llevando la cantidad de campos programados para el día. Este tren lleva trineos y una grúa de gran productividad (Platov UK 25/20) lleva los campos programados para varias jornadas.b) El próximo tren es el de balasto. Este tren llevara la mitad de la cantidad

total requerida para el tramo a montar. El riego se ejecutara desde el final del tramo a montar hacia el inicio de la obra y llegando a este lugar parten los equipos de construcción.

c) Los próximos equipos que salen son las máquinas alineadoras, niveladoras y calzadoras; estas máquinas realizan el primer levante de la vía, mediante dos pases al tramo. Frecuentemente trabajan dos equipos Tándem y en ocasiones se programan para que trabajen dejando una traviesa en el medio para que otra máquina la calce.

d) Al finalizar estas máquinas salen las barredoras y las reguladoras de balasto. Estos equipos recogen el balasto que sobra en un lado y lo llevan a los lugares donde faltan. Al terminar dejan la vía con un perfil definido.

e), f) y g) Estas tres operaciones son las mismas que la b, c y d; realizando el segundo riego, el segundo levante, perfilado, barrido y regulado final.

2.10.3 Colocación de la vía con materiales sueltos. La colocación de la vía con materiales sueltos requiere de mucho mas tiempo que la mecanizada, pues los materiales se van colocando paulatinamente y cada grupo de brigada se especializa en una o varias operaciones.

14

La preparación de la explanada al igual que en el caso de la colocación con equipos; es la misma, es decir se replantea el eje y se indican los puntos fundamentales de las conexiones en los patios.

Una brigada comienza a colocar las traviesas que son traídas con equipos automotores o ferroviarios hasta un lugar próximo al comienzo de la etapa.

Con posterioridad se vienen colocando las sillas si las traviesas son de madera y las platinas si las traviesas son de hormigón.

Otro grupo viene colocando el carril del lado derecho en orden ascendente del kilometraje y los van clavando si se trata de traviesas de madera o colocando las fijaciones y apuntando las tuercas si se trata de hormigón.

Otro grupo va fijando el carril de la otra banda, poniéndolo a cartabón.En este tipo de trabajo no se requiere de acortar los carriles en el caso de los

tramos curvos, en este caso no es preocupante la ubicación de las juntas, pues no se utiliza la mecanización.

Se regulan las juntas y se prepara la vía para el balastaje.El balastaje se realiza igual que en la vía mecanizada, ya que el riego de balasto

se puede ejecutar solo con vagones o tolvas especializadas.El calzado, nivelado y alineado final se realiza a mano con herramientas

mecánicas, electro - mecánicas o diesel, hidráulicas o neumáticos, según haya en existencia. También pueden utilizarse máquinas especializadas.

2.11 Cálculo del montaje de vía.Para determinar el gasto tanto de materiales como de personal para el montaje

de la superestructura de la vía hay que partir de la clasificación de la superestructura de la vía férrea establecida en Cuba.

Parámetro U.MTipo de Superestructura

I II III IV V

Densidad de tráficoMill.tonKm/km

25 10 5 3 1

Velocidad máxima hasta

kph 140 100 90 60 40

Qmáx /eje locomot Ton/eje(kN/eje)

23/230 21.5/215 21.5/215 21.5/215 19/190

Qmáx/eje vagones 21.5/215 21.5/215 21.5/215 21.5/215 17/170

Peso del carril Kg/m 50 50 50 43 43

Tipo de traviesas --- Madera u hormigón

Cant. de Trav. por km en rectas

u 1840 1760 1680 1600 1500

Cant. de trav. por km en curvas

u 2000 1840 1760 1680 1600

Tipo de balasto ---Piedra triturada de roca

ígnea o caliza

Piedra triturada de roca ígnea,

caliza o grava

natural

Piedra triturada de roca caliza o grava

natural

Piedra triturada de roca caliza o arena gruesa

Cantidad de balasto por Km

m3 1800-2000 1800-2000 1800-2000 1600-1800 1600-1800

Espesor de balasto en madera

mm 250 250 250 200 200

Espesor de balasto en hormigón

mm 300 300 300 250 250

15

Tabla 2.3 Clasificación de la vía en Cuba.2.11.1 Cálculo de los materiales necesarios para la clasificación de campos.Los materiales se calculan teniendo en cuenta la clasificación de las vías.Un campo de madera tiene 2 carriles.2 pares de mordazas o bridas de la medida del carril.12 tornillos de la medida del carril.12 tuercas.12 arandelas de presión.Una traviesa de madera tiene:2 sillas de la medida del carril.6 clavos en rectas.10 clavos en curvas.Según la topografía de la vía, para tramos con traviesas de hormigón se le

colocan elementos que protejan el corrimiento del carril y no permitan que puedan crearse jorobas, juntas topadas o demasiado abiertas debido a este fenómeno. Estos elementos se denominan anclas.

La distribución de las anclas es como sigue:

Tipo de vía

Tramo sin frenaje Tramo con frenajeEn balasto de piedra o

grava graduada

En otro tipo de balasto

En piedra o grava

graduada

En otro tipo de balasto

Para más de 25 mill de ton km/km durante un año

Doble vía o vía sencilla con gran carga en un solo sentido

32 36 42 44

Vía sencilla con igual carga en ambos sentidos

22/22 22/22 40/0 30/0

Tramos de frenaje de trenes sin carga --- --- 22/22 22/22

Para menos de 25 mill de ton km/km durante un año

Doble vía o vía sencilla con gran carga en un solo sentido

26 30 36 42

Vía sencilla con igual carga en ambos sentidos

18/18 20/20 34/0 34/0

Tramos de frenaje de trenes sin carga --- --- 18/18 22/22

Tabla 2.4 Distribución de las anclas.Materiales para un campo de traviesas de hormigón.Al igual que con la traviesa de madera el campo requiere de:2 carriles.2 pares de mordazas del mismo tipo que el carril.12 tornillos.12 tuercas.12 arandelas de presión.Además si la traviesa es con taco plástico se requiere de:4 tornillo tirafondo.

16

4 presillas elásticas o semi - elásticas.2 platinas de gomas.4 cojinetes de gomas.Si la traviesa es con orificios y arandelas de sujeción requiere de:4 tornillos con cabeza “T”.4 presillas elásticas o semi - elásticas.4 cojinetes de goma.2 platinas de goma.Si el tramo esta electrificado o señalizado requiere además de:4 bujes aislantes.

FIGURA # 2.11. Mordazas o bridas. Arandela de presión.

FIGURA #2.12. Elementos de fijación de traviesas de madera. FIG # 2.13. Elementos de fijación para traviesas de hormigón. 2.11.2 Cálculo para la colocación y montaje de la superestructura.La colocación y montaje de la superestructura se calcula a partir de campos

previamente ensamblados y el balasto, ambos; según la clasificación de la vía.2.12 Colocación del carril largo soldado (CLS).2.12.1 Requerimientos.Para colocar el CLS, también llamado carril sin juntas, se verifican las longitudes

de los tramos. Las condiciones técnicas de sus elementos, las características de la zona (curvas, rectas, cambios de rasantes, puentes, etc.) y se elabora un proyecto de colocación.

En este proyecto se indica el inicio y el final de cada banda en explotación, las juntas aislantes para el sistema de bloqueo y el aumento del hombro de balasto hasta no menos de 25 cm.

Se requiere cumplir una serie de condiciones:1. Los radios de curva mínimos deben ser:2. En el tramo 500 m como mínimo, en el patio 180 m pero regando el balasto

en el entrevías hasta el borde superior de la traviesa.FIGURA # 2.14. Riego de balasto en las entrevías en tramos o patios.

FIG. 2.15 hombro de balasto.3. En los pasos a nivel permanentes se colocan juntas aislantes en los puntos

donde se especifique. El carril sobre el paso a nivel se coloca de 25 o más metros y 4 carriles normales (de 12.5 m) a ambos lados del paso a nivel.

FIGURA # 2.16. Colocación de los pasos a nivel.4. En los puentes con cama de balasto se permite la colocación del CLS; en

camas abiertas no y la distancia mínima entre la cabeza o aproche del puente y la unión con el CLS deberá ser no menor que 150 m, y aquí se colocaran carriles de longitud normal.

FIGURA # 2.17. Distancia mínima antes de los puentes de camas abiertas.5. No se permiten soldar carriles en menos de 150 m ni en más de 500 m. Para

mayor longitud se suelda en el lugar.6. En los patios para evitar las tensiones excesivas en las mordazas de las

juntas aislantes, se colocan 4 campos con longitud normal (12.50 m) a ambos lados de cada junta, excepto en las conexiones donde se colocarán de un solo lado, 2 campos con carril normal en la culata de la rana y dos en la punta de la aguja.

FIGURA # 2.18. Situación de la colocación del CLS en la entrada de un patio señalizado.

7. En las curvas en carril anterior debe ser acostado igual que en el caso de los campos de longitud normal.

17

El acortamiento se calculará de la siguiente forma: En la curva circular:

(2.9) donde:

Atcc - Acortamiento total en los límites de la curva circular (mm).S1 - Distancia entre ejes del carril.D - Desarrollo o longitud de la curva circular (m).R - Radio de la curva (m).

(2.10)

En la curva de transición:

(2.11) donde:

Atct - Acortamiento total en los límites de la curva de transición.L - Longitud de la curva de transición.

Algunos autores dan para este caso la siguiente ecuación:

(2.12) donde:

C - Parámetro de la curva de transición.

(2.13)

El acortamiento total sería:

(2.14)8. La temperatura máxima y mínima del intervalo de fijación del CLS será de

22C y 37C para el límite inferior y superior respectivamente.9. Se neutralizan las tensiones del carril para que este tome la dimensión

necesaria y a una temperatura conocida.10. Para la colocación con calidad se deben calzar las traviesas, nivelar y alinear

la vía, se corrigen las superelevaciones en las curvas, se aprietan uniformemente las tuercas con un torque entre 1500-1800 kg/cm. Se sustituyen los elementos de fijación que presentan defectos o deterioros. Se alinea la vía.

11. La flecha máxima permisible en tramos rectos será de 5 mm siempre que esta variación sea paulatina y a razón de 1 mm por 1m de longitud.

2.12.2 Transportación y descarga del carril largo soldado (CLS).La transportación del CLS se realiza con equipos especializados consistente en

un tren con planchas habilitadas al efecto, con rodillos, guías y dispositivos de anclaje. El vagón de cola tiene un dispositivo de anclaje y uno de descarga. Este ultimo dispositivo puede moverse para poder ubicar los carriles tanto en el centro de la vía como en la posición propia del carril y en el momento de la descarga no

18

permite que el carril se flexe o cambie de posición con la consiguiente fractura del carril.

La descarga se produce fijando la punta del carril en la junta donde va a comenzar el cambio, mediante un dispositivo destinado para este fin y después de esta operación el tren comienza a moverse despacio y así el carril va cayendo suavemente en el centro de la vía.

FIGURA 2.19. Descarga del CLS.2.12.3 Colocación del CLS.La colocación del carril se puede realizar de forma manual y mecanizada,

utilizando la grúa UK 25/90 o 25/21. En Cuba el cambio se realiza de forma manual.El trabajo se realiza en tres etapas:2.12.3.1 La etapa preparatoria comprende las operaciones siguientes:1. Establecimiento de una disminución de la velocidad de los trenes por el tramo

a cambiar de 15 kph. El tramo a cambiar debe ser protegido a una distancia no menor de 500 m en ambos lados, colocándose un estandarte de color amarillo.

2. Distribución de los accesorios de vía utilizando una plancha de arrastre. En cada junta se colocan 6 juegos de fijaciones ya ensambladas.

3. Se retiran 4 tornillos de cada junta en ambas bandas del carril dejando solo 2 (el 2 y el 5 en las mordazas). Comienzan el trabajo cuando el grupo anterior se aleje unos 12.5 o más.

4. Se zafan los tornillos de las fijaciones con las traviesas utilizando apretadorde tuercas vertical y sacando los tornillos de 2 de cada 3 traviesas. Se requiere de 8 operarios con 4 aprieta tuercas. Comienzan cuando el grupo anterior se aleje de 10 a 50 m

5. Se liberan las bandas de CLS, zafando las presillas que los sujetan, situado en los extremos de las bandas y retirando las fijaciones. Para este trabajo se requiere de dos operaciones y comienzan cuando el grupo anterior este adelantando en otro carril.

6. Ocho operarios sustituyen los elementos de fijación y presentan las tuercas en los tornillos con excepción de los que tienen presillas cortas, las cuales son cambiadas por presillas largas. Cada operario se ocupa de un carril por su borde exterior o interior según le corresponda. Comienzan cuando el grupo anterior a pasado un carril.

7. Dos jefes de brigada con dos operarios toman la temperatura de ambas bandas (2 termómetros por banda, colocándose en la garganta del carril del lado que no de el sol), miden la longitud de la banda a esa temperatura. La temperatura debe coincidir con la temperatura de neutralización.

(2.15)

Tn- Temperatura de neutralización en °C.Tmax- Tmin- Temperatura máxima y mínima respectivamente en °C.

La longitud del carril se mide en metros con aproximación de 3 cifras decimales. Además se mide la longitud de los carriles de muestrario (normales y colocados), una vez obtenidos los datos lo marcan en la garganta del carril.

2.12.3.1 Trabajos fundamentales.1. Formalizar el establecimiento de una ventana de tiempo clausurando el paso

por la vía. Se colocan a 800 m del comienzo y final del trabajo estandartes

19

rojos.2. Se retiran los tornillos que quedan en la junta, utilizando cuatro operarios,

retirando las mordazas de cada junta. Cada operario atiende una junta.3. Se zafan los tornillos de las fijaciones que quedaron con la traviesa, con dos

equipos aprieta tuercas verticales. Cada equipo se ocupa de una banda; trabajan cuatro operarios. Comienzan cuando el equipo anterior se encuentre a 12.5 m

4. Los operarios proceden a girar en 90° a las presillas restantes de ambas bandas. Comienzan 22 minutos después de haber comenzado el grupo anterior.

5. Retirar los carriles normales o de inventario, con 4 operarios, con barretas que simultáneamente los alejan hacia la parte exterior de la carrilera a no menos de 50 cm de la posición anterior y con la corona hacia arriba.

FIGURA. 2.20. Posición que ocupan los carriles de inventario al ser retirados, el CLS se mantiene en el eje de la carrilera.

6. Acondicionar los accesorios. Dieciséis operarios repartidos en 2 grupos de a 8 por banda, procede a invertir las platinas, sustituir las defectuosas, limpiar las superficies de apoyo de las platinas y los cojinetes, sustituyen las defectuosas y colocan los bujes aislantes en los tornillos restantes, así como sustituyen las fijaciones completas de cada junta del carril normal por fijaciones completas con presillas largas. Comienzan cuando el equipo se aleje a 25 m.

7. Cuatro operarios con barretas colocan los extremos de ambas bandas de CLS, llevándolos a su fijación correcta, procediéndose a amordazarlas con todos sus tornillos.

FIGURA 2.21. Empalme del CLS con el carril ya existente.8. Dos operarios con un gato de vía y una barreta sitúan en cada banda de

carril largo soldado una mordaza, dejada en el centro de la vía por el grupo que sitúo los tornillos de las juntas, para facilitar el desplazamiento de las bandas hacia el lugar de ubicación sobre las traviesas. Comienzan 11 minutos después que el grupo anterior.

9. Cuatro operarios con barretas colocan simultáneamente ambas bandas de CLS deslizándolas sobre las mordazas que sirven de calzo. Comienzan 13 minutos después que el grupo anterior termine.

10. Cuatro operarios dos por cada banda proceden a girar las presillas a 90° para llevarlas a la posición normal. Comienzan cuando el grupo anterior se aleje 25 m.

11. Los dos equipos aprietatuercas verticales con sus operarios aprietan los tornillos de las fijaciones cada 3 traviesas. Un equipo comienza su trabajo 18 minutos después que el grupo de operación #10 comienza el trabajo. Aprietan las tuercas de las fijaciones tanto interiores como exteriores de una de cada 3 traviesas por una banda. El otro grupo comienza cuando el anterior se aleje 12.5 m realizando el mismo trabajo pero comprobando cada 6.25 m el cartabón de la vía. El jefe de la brigada es el que comprueba con su cartabón.

12. Empalme final de ambas bandas. Cuatro operarios y un jefe de brigada empalman ambos extremos de la banda de CLS para lo cual utilizan un mocho de carril como suplemento, o cortan los extremos de los CLS si estos son mas largos y sobrepasan el tramo calculado, y proceden al amordazamiento de los carriles. Comienzan su trabajo cuando termine el grupo de la operación número 9.

20

13. Un jefe de brigada cancela la ventana y establece una precaución de 15 kph por el tramo cambiado.

2.12.3.2 Trabajos de acabado.1. El jefe de la obra re visa si se cumplen todos los requisitos del punto 13.2. Ocho operarios, cuatro por cada banda proceden a recoger y acondicionar

los materiales cambiados, excepto el carril.3. Doce operarios, seis por cada banda recogen todos los accesorios sobrantes,

reuniéndolos para su posterior recogida en un motor de vía.4. Ocho operarios con cuatro equipos aprieta tuercas verticales y un jefe de

Brigada, aprietan las restantes fijaciones.5. Cuatro operarios con dos equipos aprietan los tornillos exteriores y los otros

cuatros los interiores. Este grupo comienza cuando los primeros han pasado de 12 a 20 m.

6. Recogida de equipos y herramientas. Diez operarios recogen y cargan en un camión o en planchas de arrastre todos los equipos y herramientas utilizadas. Comienzan su trabajo conjuntamente con los operarios que realizan las operaciones #2 pero por el otro extremo del tramo.

7. Se cancela la precaución.2.13 Confección de juntas de expansión.En los lugares donde la variación de la temperatura es muy brusca que a veces

sobrepasan los 70°C (temperatura del carril) se utilizan juntas que pueden ser de varios tipos:

Juntas normales, es decir juntas con sus mordazas y sus tornillos con carriles convencionales que son cambiados en primavera y en otoño para que al variar la temperatura las colas no se topen si aumenta la temperatura o se alejan si baja y al mismo tiempo evitan que se cizallen los tornillos.

También se utilizan agujas de expansión, en los extremos del carril largo soldado, una de las cuales se deja suelta para que pueda correr si se dilata o contrae.

Se usan también carriles con cortes en su eje que permiten la dilatación o la contracción. (Vea figura 2.22.).

FIGURA 2.22. Juntas de expansión.

21

2.14 Cálculos de los materiales y mano de obra para la construcción de campos y el montaje de la superestructura de la vía.

2.14.1 Cálculo de los materiales y la mano de obra para el ensamblaje de campos.Todas las operaciones que son necesarias para el ensamblaje de campos se

interrelacionan y se ejecutan en una cadena armónica.La organización debe ser precisa para con ello evitar la disminución de la

producción.Hay operaciones que se realizan simultáneamente y otras se realizan después

de terminada la anterior, otras minutos después de comenzada esta, pero en cualquiera de los casos, si no se cumple, rompe el eslabón de la cadena.

Este tipo de trabajo en cadena permite la especialización de las operaciones, lo que nos lleva al aumento de la productividad.

Los materiales para el calculo ya fueron vistos en epígrafes anteriores, por lo que nos limitaremos a ofrecer el gasto de mano de obra.

Nro Descripción U.MNorma de Tiempo Intervalo entre

operaciones

Nro de operaciones y

operadoresH-mín Eq-mín1 2 3 4 5 6 7

1Descarga de traviesas en la plantilla (1 grúa)

Trav 1.10 0.367 ---6 operarios1 operador

2Distrib. de traviesas en la

plantillaTrav 1.55 ---

15 min después de la 1ra actividad

6 operarios más 6 de la act. 1

3Alineación de las

traviesasTrav 0.455 ---

15 min desp. de la 2da act.

2 operarios

4 Ensamble de fijaciones Trav 0.92 --- Fuera de cadena 16 operarios

5Carga y distribución de

carriles (2 grúas)Carr 4.11 1.37 Al final de la act. 2

6 operarios de la 4 y 1 operador

6

Colocación de las fijaciones en los extremos de las

traviesas

Trav 1.05 --- Al terminar la act. 512 operarios de la

2 y 4 de la 4

7Poner a escuadra los

carrilesCamp 2.77 --- Al final de la act. 6

6 operadores de la act. 5

8Limpieza de mordazas y

extremos de carrilesMord 3.6 --- Al final de la act. 7

12 operarios de la act. 6

9 Marcaje de la traviesa Trav 0.3 --- Simultánea a la 8 4 operarios de la 6

10Ubicación y ajuste de las

fijaciones (8 eq.)Torn 1.7 0.85

15 min del comienzo de la 9

16 operarios

11Amacenaje de campos

(1 grúa)Camp 11.8 2.95

Fuera del tiempo de ensamblar

4 operadores1 operario

12Carga de campos en

planchasCamp 17.7 2.95

Fuera del tiempo de ensamblar

6 operarios1 operador

Tabla 2.4 Gasto de fuerza de trabajo.Ejemplo: Se requiere ensamblar 20 Km de vía de I categoría, en una planta con capacidad

para 600 m diarios en dos turnos de trabajo. Con traviesas de hormigón.El cálculo lo realizamos para 150 m, en una plantilla de 300 m. Las operaciones

que vayan finalizando en el primer tramo pasan a trabajar en el segundo tramo. El segundo turno comienza a las 3 horas y 30 minutos del comienzo del primer turno y trabaja en la segunda camada, de la misma forma que lo hizo el primer turno. Al finalizar se almacenan los campos y/o se calzan con planchas.

22

Nro Descripción de la actividad U.M Cant.

Normas técnicas

Gastos de trabajo

Cant. de

opera-rios

Durac en min.

H-mín Eq-mín H-mín Eq-mín

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

1Descarga de traviesas a la

plantilla (paquete)trav 276 1.10 0.367 303.6 101.3 6 50.6

2 Distribución de traviesas trav 276 1.55 --- 427.8 --- 6 71.3

3 Alineación de traviesas trav 276 0.455 --- 125.6 --- 2 62.8

4Ensamblaje de fijación

trav 552 0.92 --- 507.9 --- 16 31.79

5 Carga de carriles carril 24 4.11 1.37 98.65 32.875 6 16.45

6Coloc. de fijación en el extremo de la traviesa

trav 276 1.05 --- 289.8 --- 16 18.125

7Puesta en escuadra de los

carrilescamp 12 2.77 --- 33.225 --- 6 5.55

8Limpieza de mordaza y

extremo de carrilesmor-daza

48 3.6 --- 172.8 --- 12 14.4

9Marcaje de los ejes de

traviesastrav 276 0.3 --- 82.8 --- 4 20.7

10Ubicación y apriete de

tuercastornill 1104 1.7 0.85 1876.8 938.4 16 117.3

3665.026 1072.575

11 Almacenaje de campos camp 48 11.8 2.95 566.4 141.6 4 141.6

12Carga de campos en

planchascamp 48 17.7 2.95 849.6 141.6 6 141.6

1416.0 283.2

Tabla 2.5 Resumen de fuerza de trabajo y Tiempos. El gasto total de fuerza de trabajo será:

GtotFT= horas

GtotEq= min=76 horas y 14 min.

2.14.2 Cálculo de la mano de obra necesaria para el montaje de la superestructura de la vía férrea.

Nro Descripción U.M

Norma de tiempo

Interv entre operac.

Núm de operarios

y operador

es

H-mín Eq-mín

1 2 3 4 5 6 71 Coloc de campos camp 10.8 2.7 Estas 3 operac

se pueden realizar de forma paulatina con el

mismo grupo

1 operador

4 operarios

2 Alineación manual camp 4.2 ---

3Colocación de juntas funcionales (1 grúa)

junta 1.5 ---

4 Regulación de juntas. Se realiza cada 8 campos (capac. de la plancha)

ml 2.14 --- Comienza a los 30 min del

comienzo de 1,2

7 operarios

23

y 3

5

Ajuste de tornillos (4 aprietatuercas) se quitan las mordazas provisionales y se

colocan las permanentes

torni-llo

1.5 0.75

Comienza a los 10 min del

comienzo de la act 4 en los primeros 8

campos

16 operarios

6

Riego de balasto (se realiza desde el final del tramo

colocado hasta el inicio). Se riega la mitad del balasto en

el tramo

m3 0.48 ---

Comienza 10 min después de

finalizada la act 5 o cuando regrese el tren colocador

o al otro día

4 operarios(1 tren)

7Regulación del balasto con un regulador B.E.B de la

Tamperml --- 0.24

Comienza 10 min después de la

llegada del tren de balasto

1 operador

8

Levante, alineación, nivelación y calzado (con dos equipos en tándem)(primer y

segundo levante)

ml ---0.1340.15

Comienza 10 min después de la act

7, regulan el trabajo en 2

etapas del inicio del tramo, al final

y regreso

2 operador

es

9 Barrido y perfilado del balasto ml --- 0.48

Comienza 10 min después que

salgan del final los 2 equipos de

la act 8 (es el equipo de la act 7

que viene de regreso)

4 operador

es

Tabla 2.6 Gasto de fuerza de trabajo.

Este trabajo desde la actividad 6 a la 9 se repite.

Nota: La velocidad de los trenes de obras es de 15 kph por los tramos en construcción o reconstrucción sin balastar y 30 por el tramo con levante.

Ejemplo: Se requiere construir un tramo de vía de I categoría, con una productividad

diaria de 600 m, utilizando una grúa UK 25 y equipos de la construcción de firma TAMPER.

No Descripción de la operación

U.MCant de trabajo

Norma de tiempo

Gasto de trabajoCant de

ope-rario

s

Durc de la

operaen minH-min Eq-min H-min Eq-min

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

1 Colocación de campos camp 4810.8+4.2

2.7 720 129.6 4 180

2 Alineación manual camp 48 15 2.7 720 129.6 4 180

3Coloc de juntas provisionales

juntas 96 1.5 --- 144 --- 4 36

4 Regulación de juntas ml600

(100)2.14

------

1284(214)

------

7183.5(31)

5 Ajuste de tornillos torn 4414 1.5 --- 6624 --- 16 414

24

6 Primer riego de balasto m3 540 0.48 --- 259.2 --- 4 64.87 Regulación del balasto ml 600 --- 0.24 --- 144 --- 144

8Levante de vía,

alineación y calzadoml 1200 ---

0.1340.15

------

160.8180.0

------

160.8180

9 Barrido y perfilado ml 600 --- 0.48 --- 288 --- 288

10Segundo riego de

balastom3 540 0.48 --- 259.2 --- 4 64.8

11 Regulación del balasto ml 600 --- 0.24 --- 144 --- 144

12Levante, alineación, nivelación y calzado

ml 1200 ---0.1340.15

------

160.8180

------

160.8180

13 Barrido final ml 600 --- 0.48 --- 288 --- 288

Gasto total del trabajo

9290.4 1675.2

154h 50'

27h 56'

Tabla 2.7 Ejemplo de cálculo.

2.14.3 Cálculo de la mano de obra necesaria para el levante, alineación y nivelación a manos.

En este caso el riego de balasto se realiza de una sola vez.

Nro Descripción U.MNorma de

tiempo (H-min)

Intervalo entre

operaciones

Número de operarios

1 2 3 4 5 61 Alineación (gatos) ml 7.52 Nota 102 Primer levante, hasta 20 cm (gatos) ml 30 --- 203 Segundo levante, hasta 20 cm (gatos) ml 60 --- 20

4Calzado con calzadores

electromecánicostrav 5.4 --- 4

5 Tapado y perfilado en piedra ml 80 --- 205ª Tapado y perfilado en arena ml 43.6 --- 20

Tabla 2.8 Cálculo de la mano de obra.

Nota: Estas operaciones se realizan una después de la otra.

Anexo al ejemplo anterior.

Nro Descripción U.MCant de trabajo

Norma de

tiempo(H-min)

Gasto de trabajo (H-min)

Cant de opera-

rios

Durac de la opera-

ción

1 2 3 4 5 6 7 81 ml 600 7.52 4512 10 451.22 ml 600 30 18000 20 9003 ml 600 60 36000 20 18004 trav 1104 5.4 5961.6 4 1490.45 ml 600 80 48000 20 2400

Gasto total en minutos 112473.6Gasto total en horas 1874h 33'

6 ml 600 43.6 26160 20 1300Gasto total en minutos 90633.6

Gasto total en horas 1510h 33'

Tabla 2.9 Anexo.

25

La comparación entre el trabajo manual y el mecanizado es considerable. Una máquina sustituye el trabajo de 73 hombres si se trabaja en vais con balasto de piedra y de 59 hombres si es con arena.

2.14.4 Cálculo del cambio de carril largo soldado.

Nro Descripción de la operación U.MNorma de

tiempo Intervalo entre operaciones

Cant de hombres

necesariosH-min Eq-min1 2 3 4 5 6 7

TRABAJOS PREPARATORIOS

1Distribución de accesorios del carril normal (4 presillas por

cada junta)Una 1.0 -- ---

8 operarios

2Retirar los tornillos de las

juntas de los carriles viejos (4 por cada junta)

Tornillo 1.31 --- 3 min4

operarios

3Zafar los tornillos de las fijaciones (2 de cada 3

traviesas y 4 aprietatuercas)Tornillo 0.3 0.15

Comienza a los 10 min de empezar el grupo 2

8 operarios

4Liberar las bandas del C.L.S

(1 junta en cada banda)Junta 13 ---

Por cuestiones de seguridad comienza

cuando el grupo anterior esté a más del

largo del carril

2 operarios

5

Sustitución de accesorios y giro de las presillas (se

sustituyen 4 presillas cortas por junta de carril normal). Se

giran 90 grados

presilla 0.49 ---Comienza cuando el

grupo 3 halla terminado8

operarios

6Toma de temperatura al

C.L.S y marcaje en la garganta del carril

Banda 25 --- No se contabiliza2

operarios

TRABAJOS FUNDAMENTALES

7Retirar tornillos de la junta (2

tornillos que quedan por junta)

Tornillo 1.31 ---5 min después del final

de la 54

operarios

8Zafar tornillos de fijación (1

traviesa de cada 3) 2 equipos aprietatuercas

Tornillo 0.3 0.15Cuando el grupo

anterior se encuentre a 12.5m o a los 3 min

4 operarios

9 Giro de presillas Presilla 0.1 ---5 min después de

comenzada la act 84

operarios

10Retirar los carriles de largo

normalCarril 3.13 ---

Cuando el grupo anterior termine los 8

primeros carriles ( 13 min)

4 operarios

11Acondicionamiento de los

accesoriosCarril 35.42 ---

Cuando el grupo anterior se aleje 25m (3

min)

16 operarios

12Empalme inicial de bandas de

C.L.SBanda 19.8 ---

Cuando el grupo de la act anterior se halle a más de 25m o 5 min

4 operarios

13

Calzado de las bandas con mordazas para poder

correrlas con más facilidad. Se usan gatos y barretas

Junta 0.7 ---Comienza 11 min

después que el grupo anterior termine

2 operarios

14 Corrimiento y colocación de Banda 78 --- 13 minutos después 4

26

las bandas de C.L.S. se utilizan barretas

que el grupo anterior termine

operarios

15Giro de presillas a su posición

normalPresilla 0.1 ---

Comienza al alejarse el grupo anterior en 2

campos o 2 min

4 operarios

16

Apretado de tuercas de las fijaciones con 2

aprietatuercas (cada 3 tornillos)(un equipo por

banda)

Tornillo 0.22 0.11

Un equipo comienza al pasar 18 min del

comienza del grupo anterior y el otro sigue

a este a los 12.5m

4 operarios

17

Empate final de ambas bandas de C.L.S (sí el carril

no llega se coloca un mocho y sí se pasa se corta)

Banda 40 ---Cuando termine el

grupo anterior

4 operadore

s

TRABAJOS DE ACABADO

18Recogida de los materiales y

acondicionamiento de los cambiados o sobrantes

Juego 3 ---

Este trabajo está fuera de este mecanismo pues no interfiere a

otros

8 operarios

19 Recogida de otros accesorios Juego 2.5 ---

Este trabajo está fuera de este mecanismo pues no interfiere a

otros

12 operarios

20Apretado de tornillos (2

traviesas que faltan)(se usan 4 aprietatuercas)

Tornillo 0.2 0.1Comienza

inmediatamente que termine la operación 16

8 operarios

21Recogida de equipos y

herramientas--- 3 --- No tiene afectación

10 operarios

Tabla 2.10 Normas de tiempo para el cambio del CLS.

Ejemplo:Un tren de campos de 3600 m dividido en tramos de 300 m. Se requiere en un

tramo de vía de I categoría con carril P 50 de 12.5 m de largo.Cálculos preliminares.Cantidad de tramos.3600/300=12 es decir 14 juntas.En 300 m hay 0.3*80=24 campos, por lo que tenemos el siguiente material que

tenemos que cambiar o eliminar.En cada tramo de 300 m tenemos:Sobrantes: 46 pares de mordazas. (46 juntas). 276 tornillos con sus trenes y arandelas de presión. 184 presillas cortas.Colocar nuevas 184 presillas largas.Veamos el tiempo que necesitamos para hacer el cambio de CLS en 300 m de

vía.

Nro Descripción de la operación

U.MCant de

trab

Norma de tiempoGastos de

trabajoCant de

operarios

Durac de la act

(min)H-min Eq-min H-min Eq-min

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

TRABAJOS PREPARATORIOS

1Distribución de

accesoriosUnidad 184 1 --- 184 --- 8 23

27

2Retirar los tornillos de

las juntasTornillo 184 1.31 0.655 241.04 120.52 4 60.26

3Zafar tornillos de las

fijacionesTornillo 1472 0.3 0.15 441.6 220.8 8 55.2

4 Liberar bandas Junta 2 13 --- 26 --- 2 13

5Sustitución de

accesorios y giro de presillas

Unidad 184 0.49 0.245 90.16 45.08 8 11.27

6 Toma de temperatura Banda 2 25 --- 50 --- 2 25

1266.8 386.4

TRABAJOS FUNDAMENTALES

7Retirar tornillos que

faltan de la juntaTornillo 92 1.31 0.655 120.52 60.26 4 30.13

8Zafar tornillos de

fijacionesTornillo 736 0.3 0.15 220.8 110.4 4 55.2

9 Giro de presilla Presilla 2024 0.1 --- 202.4 --- 4 50.610 Retirar carril Carril 48 3.13 --- 150.24 --- 4 37.6

11Acondicionamiento de

los accesoriosCampo 24 35.42 --- 850 --- 16 53.13

12Empalme inicial del

C.L.SBanda 2 19.8 --- 39.6 --- 4 9.9

13Calzado de las bandas

con mordazas para carriles

Juntas 48 0.7 --- 33.5 --- 2 16.8

14Correr las bandas de

C.L.SBanda 2 18 --- 156 --- 4 39

15Girar las presillas a su

lugarPresilla 2208 0.1 --- 220.8 --- 4 55.2

16Apretado de tuercas de

las fijacionesTornillo 736 0.22 0.11 161.92 80.96 4 40.48

17 Empate final del C.L.S Banda 2 40 --- 80 --- 4 202235.7

8251.62

TRABAJOS DE ACABADO

18Recogida de los

materialesJuegos --- 3 --- --- --- 8 ---

19Recogida de otros

accesoriosJuegos --- 2.5 --- --- --- 12 ---

20 Apretado de tornillos Tornillo 1472 0.22 0.11 323.84 161.92 8 40.48

21Recogida de equipos y

herramientasUnidad --- 3 --- --- --- 10 ---

323.84 161.92

4103.58

584.2

68.4 h 9.8 h

Tabla 2.12 Tiempo necesario para cambiar un C.L.S.

2.15 Cálculo de la mano de obra para cada una de las actividades.

Para conocer la mano de obra necesaria es conveniente confeccionar un gráfico con cada una de las operaciones, el intervalo entre ellas y la cantidad de operarios necesarios para cada una de ella y con esto llegar a confeccionar la plantilla.

28

2.15.1 Cálculo de la mano de obra para el ensamblaje y la duración de las actividades.

Confección del gráfico. Debemos utilizar una escala con el fin de determinar el tiempo de duración de cada operación, digamos que 1cm=20 minutos.

GRAFICO 2.1. gráfico del tiempo consumido en cada operación y la duración total del trabajo.

2.15.2 Cálculo de la mano de obra y la duración de la actividad de montaje de la superestructura de la vía. (600 m).

Al igual que en el caso anterior se confecciona el gráfico. Como esta actividad tiene operaciones con mucho gasto de fuerza de trabajo no se ejecutan todas al mismo día. Escala 1 cm=20 min.

GRAFICO 2.2.Las operaciones de la 6 a la 9 se repiten.La duración total del trabajo es igual a:

pues:t4=30 T5=414 t5=10 T6=64.8 T7=144 T8=340.8T9=288 t6=10 t7=10 t8=10 t9=10 Esto nos indica que el trabajo para el montaje de 600 m de vía es hasta 36.8

horas, no obstante el tiempo que se calcula es hasta la operación #6, pues el trabajo de los equipos del balastaje generalmente trabaja después de la jornada laboral, de la misma forma que los trenes de obra. Las brigadas tienen un régimen de trabajo de 10 días con 5 de descanso. El gráfico se construye para los 10 días de labor.

Teniendo en cuenta esto ultimo podemos decir lo siguiente:Las brigadas de montaje trabajarán:

De aumentar el número de brigadas y de grupos variarían los tiempos. GRAFICO DEL TIEMPO DE DURACION DE LA CONSTRUCCION Y

MONTAJE CON EQUIPOS.2.15.3 Cálculo de la fuerza de trabajo y la duración del cambio de CLS. Cálculo para la colocación de 300 m de vía (2 de 300 m).

ESQUEMA.

29

Las operaciones 18, 19 y 21 se realizan por el personal que va terminando las operaciones y que no se incorporan a otras operaciones.

Duración del trabajo:

La ventana necesaria será desde la operación 7 a la 17: adicionar los 20 minutos de la 17 =165.5 minutos =2 horas, 46 minutos.

2.16 Confección de los presupuestos para las actividades de construcción de la superestructura de la vía férrea.El presupuesto para las actividades de vías se confecciona tomando como base

el precio por renglón variante; el listado oficial de precios de los materiales específicos para la vía férrea, las tarifas de alquiler de equipos ferroviarios y la tarifa horaria de la mano de obra. Obtenidos estos valores se utiliza la nueva formula típica del calculo del precio de construcción por renglón variante (PRECONS).

Como unidad básica utilizó el kilómetro de vía y a partir de este valor articulamos el total de la obra.

2.16.1 Elementos necesarios para un kilometro de vías y el precioPrecio unitario de cada uno de ellos.

Nro Elemento U.MUnidades

por kmPrecio unitario

Nro Elemento U.MUnidades por km.

Precio unitario

1 2 3 4 5 1 2 3 4 5

1 Carril P-50UnoTon

160103.02

309.78480.28

9 Carril P-43UnoTon

16089.3

285.6511.71

2Traviesa de madera de Unid

1840

26.8510

Traviesa de madera de Unid

160019.91760 1520

1680 1440

1600 11Traviesa de

madera de Unid 1440 1300

3 Unid 1840 30 12 Unid 1600 301760 1520

30

Traviesa de hormigón tipo

Trav hormigón de taco plástico

1680 1440

4 Mordazas P50 Par 160 12.48 13 Mordazas P43 Par 160 6.3

5Tornillo

24150 (P50)Unid 960 0.36 14

Tornillo 22135 (P43)

Unid 960 0.35

6 Tuerca M24 Unid 960 0.32 15 Tuerca M22 Unid 960 0.32

7Arandela de presión M24

Unid 960 0.02 16Arandela de presión M22

Unid 960 0.02

8Balasto de

piedraM3

180030 17

Carril largo soldado

M 300 m

banda66.4976

1600

Tabla 2.13 Elementos necesarios para un kilómetro de vías y el precio unitario de cada uno de ellos.

Nro Elemento U.MUnid por traviesa

Precio unitario

Nro Elemento U.MUnid por traviesa

Precio unitario

1 2 3 4 5 1 2 3 4 51 Silla P50 Unid 2 5.78 8 Silla P43 Unid 2 3.78

2Clavos de vía 1616160

Unid10

0.17 9Tornillo tirafondo

para maderaUnid

100.236 6

4 4

3Tornillo

tirafondo para hormigón

Unid 4 0.52 10 Tornillo ¨T¨ Unid 4 1.04

4Presillas elásticas

Unid 4 1.92 11 Presillas rígidas Unid 4 0.646

5 Tuerca M22 Unid 4 0.32 12 Arandela plana Unid 4 0.032

6Cojinete de

gomaUnid 4 0.15 13 Platinas de goma Unid 2 0.81

7 Bujes aislantes Unid 4 0.13

Tabla 2.14 Materiales de fijación para una traviesa.

Nro Elemento U.MUnid por campo

Precio unitario

Nro Elemento U.MUnid por campo

Precio unitario

1 2 3 4 5 1 2 3 4 5

1 Anclas P50 Unid

44

6.358 2 Anclas P43 Unid

44

4.18

42 4240 4036 3634 3432 3230 3026 2622 2220 2018 18

Tabla 2.15 Elementos para un campo con traviesas de madera.

Conexión tipo Nro Unid de medida

Precio unitario

Conexión tipo Nro Unid de medida

Precio unitario

1 2 3 4 1 2 3 4

P5011

Unid20000

P4311

Unid18000

9 682580 9 5600

Largueros de madera Juego 4580Largueros de hormigón

con huecosJuego 3807

31

Largueros de acero Juego 3906.2Largueros de hormigón

sin huecosJuego 3500

Tabla 2.16 Otros precios.

2.16.2 Tarifa horaria del uso de equipos.

Nro Tipo de equipo CapacidadTarifa horaria

Nro Tipo de equipo CapacidadTarifa horaria

1 2 3 4 1 2 3 41 Locomotora 2000 HP 78 10 Plancha 63 T 1.52252 Locomotora 1600 HP 62.4 11 Plancha 60 T 1.453 Locomotora 1000 HP 39 12 Plancha 50 T 1.208334 Locomotora 900 HP 35.1 13 Góndola 60 T 1.165 Locomotora 800 HP 31.2 14 Hopper 32 m3 1.166 Grúa 25 T 20.7 15 B.K 30 m3 1.08757 Grúa 16 T 13.248 16 Regulador BEB --- 13.38

8 Motor de vía --- 4.5 17Alin, niv, calz

EJAG--- 34.5

9 Caboose --- 17.28 18 Alin, niv, calz STA --- 38

TABLA 2.17 Tarifa horaria del uso de equipos.

2.16.3 Tarifa horaria de la fuerza de trabajo.

Jefe de sección ---------- 1.70Jefe de brigada ---------- 1.58Operario Reparador ---- 1.50Operador de grúa ------- 1.60

2.16.4 Procedimiento para el cálculo del precio de la construcción por renglón variante ( PRECONS ).

Elementos componentes y formulaciónFormulación en función de los costos directos de mano de obra, materiales y uso de

equiposNro Denominación Equivalencia

1 2 3 4

C1 Costo directo de materiales

---

C1

C2Costo directo de mano de

obraC2

C3Costo directo de uso de

equiposC3

C4Medios auxiliares y pequeño

material de vía3%(C1+C2+C3) 0.03(C1+C2+C3)

C5 Costo directo total C1+C2+C3+C4 1.03(C1+C2+C3)

C6 Costos indirectos 29% de C5 0.2987(C1+C2+C3)

C7 Costo total C5+C6 1.3287(C1+C2+C3)

C8 Utilidad20% sobre costo de

elaboración0.26574(C2+C3)

C9 Precio C7+C8 1.3287C1+1.59444(C2+C3)

Tabla 2.18 PRECONS.2.17 Ejemplo.Tomando como ejemplo el calculo que se hizo de las actividades ya estudiadas

confeccionemos el presupuesto.

32

2.17.1 Para la actividad de ensamblaje de campos.2.17.1.1 Costo directo de materiales.

Nro ElementoPrec unita-

rioCant

Precio total

Nro ElementoPrec unita-

rioCant

Precio total

1 2 3 4 5 1 2 3 4 5

1 Carril P50309.7

896 29738.8 7

Presillas elásticas

1.92 4416 8478.72

2Traviesas de

hormigón30 1104 33120 8 Tuerca M22 0.32 4416 1413.12

3Mordazas

P5012.48 96 1198.08 9 Cojinete 0.15 4416 662.4

4 Tornillos P50 0.36 576 207.36 10 Bujes 0.13 4416 574.08

5 Tuercas P50 0.32 576 184.32 11Arandela

plana0.032 4416 141.312

6Arandela de

presión0.02 576 11.52 12

Platina de goma

0.81 2208 3576.96

Total de materiales 79306.752

2.17.1.2 Costo directo de equipos.

EquipoPrecio

unitCant de horas

Precio total

EquipoPrecio

unitCant de horas

Precio total

Grúa pórtico 20.7 16 331.2Locomotora (1000 HP)

39 24 936

Grúa KDE 13.248 16 211.96 Caboose 17.28 24 414.72

Planchas 63 1.5225 168 255.78 Total 2149.66

En el ensamblaje de campos se trabajo en dos tiempos, la grúa pórtico trabaja en el ensamblaje directamente y la grúa KDE en la carga de los campos.

Las planchas que se alquilan sirven para el transporte de las traviesas y los carriles desde la fabrica de traviesa y el puerto o almacén central respectivamente. Para este fin se requiere de una locomotora.

El cálculo lo hacemos para los 600 m que tiene como plan.1104 traviesas requieren de: 6 planchas de 63 ton.

96 carriles pueden ubicarse en una plancha de 63 ton.Los campos que se producen (48) necesitan de 8 planchas de 60 ton.La locomotora y el caboose para el transporte de las traviesas y los carriles, se

incluyen en este calculo la locomotora, las planchas y el caboose, con los campos se calculan en el montaje de la superestructura.

2.17.1.3 Costo directo de mano de obra.El costo directo de la mano de obra se obtiene del gasto total de trabajo obtenido

de la tabla 2.5. A esto se la agrega que como en la planta, por turno trabajan 2 brigadas, es necesario calcular 2 Jefe de brigadas y 1 Jefe de sección de turno. Ese como los operadores de equipos que también aparecen en la Tabla 2.5 columna 7.

Cargo Horas Nro de turnos Total de Tarifa horaria Precio total

33

consumidashoras

consumidas

J’ sección 8.5 2 17 1.7 28.9

J’ brigada 17 2 34 1.58 53.72

Operario reparador

134 2 268 1.5 402

Operador de equipos

38 2 76 1.6 121.6

Total 606.22

2.17.1.4 Cálculo del presupuesto. (PRECONS), (Ensamblaje de campos).C1- Costo directo de materiales. $ 79306.752C2- Costo directo de mano de obra. 606.22C3- Costo directo de equipos. 2149.66C4- Medios auxiliares 2461.879C5- Costo directo total. 84524.511 C6- Costos indirectos. 24512.108C7- Costo total. 109036.619C8- Utilidad 732.348C9- Precio. 109768.967Precio de cada campo $2286.8532.17.2 Para la actividad de montaje de la superestructura.Como nota aclaratoria diremos que: en el cálculo de los materiales se tiene en

cuenta solamente los materiales siguientes:Campos y balastos.En el caso de los equipos se tiene en cuenta el tren colocador con sus planchas,

el calculo de las planchas se realiza para dos tramos y en el caso del tren de balasto se calcula un tren con el balasto total de cada tramo, aunque en la realidad se utilizan mas de un tren, debido a la rotación de los vagones.

2.17.2.1 Cálculo de los materiales.

Elemento Precio unitario Cant Precio total

Campos de 23 traviesas 2286.8533 48 109768.967

Balasto de piedra 30 1080 32400

142168.97

2.17.2.2 Cálculo de la mano de obra.En la colocación y montaje de la vía trabajan dos brigadas por lo que se

calcularan dos J' de brigadas y un J' de secciones dato se tomara de la tabla 2.7, columna 6 para los operarios reparadores de vía y columna 7 para los operadores de equipos.

De los equipos, solo se calculan los operadores de grúa.

CargoHoras

consumidasNro de turnos

Total de horas

consumidasTarifa horaria Precio total

J’ sección 10 1 10 1.7 17

J’ brigada 20 1 20 1.58 31.6

34

Operario reparador

154.83 1 154.83 1.5 232.25

Operador de equipos

10 1 10 1.6 16

$ 296.85

2.17.2.3 Cálculo del uso de equipos.

EquipoPrecio unitario

Cant de horas

Precio total

EquipoPrecio unitario

Cant de horas

Precio total

Grúa 25 T 20.7 10 207Locomotora (1000 HP)

39 48 1872

Planchas 60 T 1.45 192 278.4 Hopper (34) 1.16 816 946.56

Cabosse 17.28 48 829.44 EJAG-6 34.5 14.4 496.8

BEB 13.38 14.4 192.67 STA 38 14.4 547.2

$ 5370.07

2.17.2.4 Cálculo del presupuesto por PRECONS (montaje de la vía)C1- Costo directo de materiales. 142168.967C2- Costo directo de mano de obra. 296.85C3- Costo directo de uso de equipos 5370.07C4- Medios auxiliares. 4435.0764C5- Costo directo total. 152270.9634C6- Costo indirecto. 44158.578C7- Costo total. 196429.5414C8- Utilidad. 1505.93 C9- Precio. 197935.4714

Precio para cada km de vía $ 329892.452.17.3 Para la actividad del cambio de carril largo soldado.

En el cálculo del presupuesto para el cambio del carril largo soldado no se tienen en cuenta los equipos, pues en el costo de los hilos del carril ya vienen incluidas la descarga y la transportación.

2.17.3.1 Cálculo del costo directo de materiales.

Elemento Precio unitario CantidadPrecio total para

300 mPrecio total para

1800 m

Carril largo (m) 66.49764 600 39898.584 239391.5

Presillas elásticas (u)

1.92 184 353.28 2119.68

Tornillos “T” (u) 1.04 184 191.36 1148.16

Tuerca M22 0.32 184 58.88 352.28

Cojinete (u) 0.15 184 27.6 165.6

Arandela plana (u)

0.032 184 5.89 35.34

40535.594 243213.56

2.17.3.2 Costo directo de uso de equipos.No se calcula.2.17.3.3 Costo directo de mano de obra.

35

Personal que labora:1 J’ sección ----------------------------------- 14.5 hora 1.7= 7.65 45.362 J’ brigada ----------------------------------- 24.5 hora 1.58= 14.22 85.322 operarios de reparación de vías ------ 244.5 hora 1.5= 162 972.0 183.87 1103.22 2.17.3.4 Cálculo del presupuesto por PRECONS (cambio de carril largo soldado).C1- Costo directo de materiales. 24213.56C2- Costo directo de mano de obra. 1103.22C4- Medios auxiliares. 7329.503C5- Costo directo total. 251649.283C6- Costo indirecto. 72977.421C7- Costo total. 324623.704C8- Utilidad. 293.17 C9- Precio. 324916.874Así que el precio para un km. de vía será $ 329897

36

Tema III Normas de protección y Defectos en los elementos de la vía.3.1 Seguridad del trabajo y del mantenimiento de trenes. Normas de protección del trabajo durante la ejecución de los trabajos de construcción y montaje, reparación y mantenimiento de la vía férrea.En los tramos de vías y en las estaciones con el fin de proteger a los

trabajadores que se encuentran realizando tareas de mantenimiento, reparación o reconstrucción de la vía férrea se establecen una serie de normas que deben ser cumplidas rigurosamente.

En los tramos de vías sencillas, donde la velocidad es menor de 100 kph se coloca un estandarte de color amarillo en el lado derecho, en el sentido de dirección a 700 m antes del obstáculo o frente de trabajo. Al finalizar el tramo afectado se coloca una bandera o estandarte verde que indique que la afectación termino. Ver figura 3.1 a.

En ese mismo tramo de vía sencilla pero si la velocidad es igual o menor de 100 kph y menor de 140 kph se colocan en el mismo orden un estandarte en el lado derecho en orden ascendente a 1400 m y un segundo a 1000 m. Ver figura 3.1 b.

FIG 3.1 Protección de un tramo de vía sencillo. a) en vías con velocidades menores de 100 kph. b) en vais con velocidades mayores o menores de 140

kph.

En muchos ferrocarriles, estas distancias se tabulan en dependencia de las pendientes, el tipo de tren y las velocidades establecidas. Veamos la tabla 3.1.

Pendiente

Velocidad máxima (km/h) Distancia de frenado (m)

Carga ViajerosDesde el punto donde se debe colocar la señal

Desde la señal hasta el punto

afectado

< 6 ‰

< 80 < 100 800 1000

--- 100 –140 1000 1200

80 - 90 --- 1100 130090 – 100 140 –160 1400 1600

6 – 10 ‰

< 80 < 100 1000 1200

--- 100 –140 1100 130080 – 90 --- 1300 1500

--- 140 –160 1500 1700

> 10 ‰ Lo determina la máxima dirección de Ferrocarriles

Tabla 3.1 Distancia de frenado. La explicación de esta tabla es la siguiente:El tren debe tener el suficiente poder de freno, como para detenerse en la

distancia que media entre el punto donde se coloca la señal y 200 m antes del obstáculo, lugar de trabajo o alguna instalación ferroviaria como pasos a nivel, puentes, entradas a túneles, patios, apartaderos, apeaderos,...

En tramos de doble vía las señales se colocan en ambas bandas, a la misma distancia y en las mismas condiciones así como en la vía contigua a la que sé esta trabajando. ( vea Fig. 3.2)

Fig. 3.2. Colocación de la señal de protección en caso de doble víaEn caso de vía paralela (vías que se encuentran una contigua a la otra pero que

la circulación de los trenes es en ambos sentidos en cada una de las vías) se colocan las señales dobles o se colocan en el entre vía, protegiendo así a ambas carrilera

37

( Vea Fig. 3.3). Esto se hace si el entre vías es entre 4.5 y 5.3 m, si es mayor no se hace.

FIG 3.3 Colocación de las señales de protección en caso de vías paralelas.Cuando el trabajo se realiza en un patio, la carrilera en la que se va a trabajar se

clausura, clavando la aguja si el cambia vías es mecánico o desconectándolo si se trata de cambia vía eléctrica. Se colocan dos estandartes amarillos a ambos lados del defecto o del frente de trabajo, frente al poste de capacidad.

En todos los casos, antes de comenzar el trabajo, el jefe de la brigada procederá a establecer una precaución por el tramo dado indicando con precisión el lugar exacto de trabajo.

Si el trabajo se realiza con paso por la vía en que se trabaja o por las vais contiguas, los trabajadores en el momento en que el tren se aproxime al lugar deben alejarse hacia la berma a una distancia no menor de 5.0 m

En los cambios de carril largo soldado, cuando se realiza el riego del carril, estos se colocaran en el eje de la vía, anclándolos en sus extremos.

Fig. 3.5 Ubicación del carril largo soldado para ser cambiado.Los materiales de vías tanto para ser utilizados de inmediato, como los de

reserva deben ser ubicados teniendo en cuenta el gálibo de equipos autorizados en el ferrocarril, para evitar rozaduras o golpes con los equipos. Ver gálibo Fig. 3.6.

Fig. 3.6 Gálibo ferroviario, dentro de esos limites, no puede ubicarse material alguno excepto el carril largo soldado.

3.2 Velocidades autorizadas para la circulación de trenes de obra y otros trenes que deban circular por las vías en reparación.

DescripciónVelocidad en km/h

- Vía con conexión esqueletizada o con falda de balasto 30

- Primer levante con transición o cambio de rasante de menos de 100 m 20

- Primer levante con transición o cambio de rasante de más de 100 m 30

- Segundo levante sin alineación ni tapado 50

- Circular por el tiro curvo de las conexiones usadas como principales 40

- Curvas cerradas (de 140 a 200 m de radio) 30

- Baches o desniveles en longitud menor que el largo de un carril 20

- Flojedad o reblandecimiento de la explanación 20

- Accidente o defecto grave 15

Tabla 3.2 Velocidades autorizadas3.3 Defectos de los elementos que componen la superestructura de la vía.Por las vías ferroviarias circulan trenes con cargas considerables y a altas

velocidades. Sus ruedas al circular por la vía golpean al carril con una fuerza que oscila entre los 100 y 150 KN, dicha fuerza se ve afectada por un coeficiente dinámico debido a la velocidad que provoca un aumento considerable sobre el efecto que esta fuerza provoca en la vía. Este efecto crea deformaciones elásticas, debido a la característica elástica de la superestructura de la vía, que con el tiempo va convirtiéndose en deformaciones residuales.

La continua circulación de los equipos sobre los carriles va creando en ellos desgastes y Defectos, los cuales son trasmitidos a las traviesas, a las fijaciones y estas al balasto y por ultimo a la explanada.

3.3.1 Defectos de los carriles.

38

En los carriles se producen Defectos por varias razones, las cuales enumeraremos en este epígrafe.

3.3.1.1 Desgastes.El desgaste se produce debido al contacto entre la pestaña o la llanta (superficie

de rodadura) contra el carril. Este desgaste puede ser vertical u horizontal. El desgaste horizontal se produce principalmente en las curvas por el roce e impacto entre la rueda guía con el borde de trabajo de la corona del carril. El desgaste vertical la produce la llanta de la rueda, principalmente cuando se encuentra en zona de frenado o aceleración. El desgaste equivalente, es la suma del desgaste vertical y la mitad del desgaste horizontal o lateral.

El desgaste permisible en los carriles, es el desgaste equivalente máximo que

permite que los trenes circulen por una vía. El desgaste vertical es el que más afecta, pues de llegar a tener el carril un desgaste excesivo puede provocar que las pestañas de las ruedas golpeen los tornillos de las juntas y con ello deteriorar este punto de la vía que se considera uno de los más peligrosos. (Ver tabla 3.3)

Tipo de desgaste y características de las vías donde este se produce

P50 ó equivalente

P43 ó equivalente

Menor de P43

Desgaste equivalente

Vías principales con velocidades entre 121 y 140 km/h 7 (4)* --- ---

Vías principales con densidad de carga mayor de 10 mill ton por km y velocidades de 120 km/h o menos

10 (3.5) 8 (3) ---

Vías principales con densidad de carga menor de 10 mill ton por km

13 (5) 9 (4) 6 (1)

Carrileras de recepción y expedición en vías con tensión de carga mayor de 10 mill ton por km

16 (9.5) 12 (5.5) 9 (5.5)

Otras vías de patio 19 (11) 15 12 (7)

Desgaste lateral

Vías principales con velocidad entre 121 y 140 km/h 6 --- ---

Vías principales, de recepción y expedición con densidad de carga mayor de 10 mill ton por km al año

13 10 7

Resto de las vías de expedición y recepción 16 13 10

Desgaste vertical de la corona del carril con mordazas de barra, independientemente de la categoría de la vía

10 7 7 a 10

Tabla 3.3 *Nota: El valor entre paréntesis es el desgaste vertical.

39

El desgaste vertical se mide en el centro del carril y el desgaste lateral a la altura igual a 13 - 14 mm del nivel de rodadura del carril. Los Defectos se miden con calibradores especiales.

FIG. 3.9 instrumento del instituto de investigaciones del transporte ferroviario de Moscú.

3.3.1.2 Defectos de los carriles.Los Defectos de los carriles pueden ser producidos en el proceso de fundición o

por efecto de los equipos. Existe una clasificación que comprende 9 grupos.Al grupo 1 pertenecen los Defectos por laminación y desmoronamiento del metal

en la superficie de rodadura, producidos por fisuras internas o por defectos de fabricación, también se deben al acelerado y frenado.

Al grupo 2 pertenecen las fisuras transversales en la corona del carril y las roturas debido a estas causas. Las causas pueden ser por Defectos de fabricación o por impactos dados por la pestaña de la rueda.

Al grupo 3 pertenecen las fisuras longitudinales en la corona del carril. La laminación puede ser vertical u horizontal. La causa principal es por defectos de fabricación: metal contaminado por elementos no permitido en el proceso de fundición, acumulación de fósforo y azufre en alguna parte del elemento, así como otros deterioros de la estructura del metal. La fisura longitudinal se desarrolla por bandazos, baches, incorrecta superelevación en el carril exterior de la curva.

Al grupo 4 pertenecen el aplastamiento y desgastes no uniforme de la corona del carril. Los aplastamientos ocurren en los extremos del carril donde se crea una ondulación semejante a la silla de montar. En estos Defectos se produce en la mayoría de los casos rebabas a un lado y otro. Se observa frecuentemente en carriles fabricados con acero blandos. Su aceleración lo producen las juntas bajas, las calas topadas o muy abiertas. Los desgastes ondulatorios se producen con mas frecuencia en los tramos de aceleración y frenado y muy característico de los tramos donde circulan locomotoras diesel y locomotoras de tracción elástica.

Al grupo 5 pertenecen los defectos en el alma del carril o debajo de la corona del carril. Se producen por la incorrecta colocación del carril sobre las sillas, poco mantenimiento de la superelevación del carril exterior de la curva.

Al grupo 6 pertenecen los defectos y deterioros en el patín del carril. Estas fisuras llegan a romper una parte del patín o hacer que el patín se

seccione.Estas fisuras se producen como resultado de defectos fabriles de fundición.El desarrollo de estas fisuras es posible como consecuencia de un mal

mantenimiento a las vías, por falta de apoyo del carril en la silla, por inclinación brusca del carril hacia el eje de la vía, así como inclinaciones longitudinales debido a bandazos. El impacto que le da la rueda al carril provoca el surgimiento de tales fisuras. El peligro mayor lo representan las fisuras internas o burbujas en el centro del patín.

Al grupo 7 pertenecen aquellas roturas que presenta el carril en toda la sección, exceptuando las indicadas en el grupo2, esos debidas a inclusiones sólidas en el metal, por el impacto de las ruedas con planos.

Al grupo 8 pertenecen los defectos por flexión del carril que generalmente se producen por impactos bruscos o por accidentes sobre la vía.

Al grupo 9 pertenecen los defectos no incluidos en los 8 grupos anteriores.Fig. 3.10 Defectos de los carriles

3.3.2 Defectos de las traviesas y largueros. 3.3.2.1 Defectos de las traviesas y largueros de madera.

40

Los defectos que se producen en estos elementos son originados fundamentalmente por agentes biológicos, ocurren con mayor frecuencia en el área bajo los carriles y se desarrollan debido al esfuerzo cíclico a que se ven sometidos. Otros defectos son producidos por la acción mecánica del carril al paso del tren, que provoca aplastamiento en la superficie bajo el carril o la silla, que produce fisuras y roturas de esa capa.

DIBUJO3.3.2.2 Defecto de las traviesas de hormigón.

Los tipos de defectos que podemos encontrar en las traviesas de hormigón se clasifican en 6 grupos:

En el grupo 1 se presentan las fisuras, excepto con descubrimiento del acero, así como fisuras horizontales longitudinales en la parte media y en el área bajo el carril.

En el grupo 2 se encuentran los desconchados.En el grupo 3, el deterioro de la traviesa con descubrimiento del acero, así como

también fisuras horizontales longitudinales en la parte media y bajo el carril.En el grupo 4, se hallan las partiduras o flojedad en el acero.En el grupo 5 defectos en los orificios o en los tacos.En el grupo 6 Otros defectos.

Fig. 3.11 Defectos de las traviesas.

3.3.3 Defectos de las partes metálicas de las conexiones.Los defectos que se producen en las partes metálicas de las conexiones son

principalmente desgastes producidos por el paso de los trenes, debido a impactos y resbalamiento. Otra serie de defectos se basan en la perdida de cartabón principalmente en la zona de la rana.

El desgaste lateral de los carriles de guardia y de la aguja se mide a 13 mm de la superficie de rodadura, en la sección donde el espesor de la aguja no desgastada tiene 20 mm. El desgaste lateral del carril de guardia además, se comprueba en el comienzo de la aguja.

El desgaste del corazón de la rana se determina por su eje longitudinal y se mide con una regla colocada en el extremo de las patas, pero en las ranas fundidas hay que tener en cuenta que las patas tienen 1 mm por encima del corazón. El desgaste del corazón se mide donde el ancho de la rana es igual 40 mm, a 13 mm de altura del nivel de rodadura de la rana.

Tipo de

carrilTipo de vía

Desgaste vertical en el

carril de guardia

mm

Desgaste lateral en el carril de guardia

y la aguja en la sección igual a 20

mm Partidu-ra de la aguja

desde la punta

Desgaste verticalPartidu-ra de la superfi-cie del

corazón desde la

puntaAguja no protegida

Aguja protegi-

da

De la punta de la rana entre la

garganta y la sección de 30 mm

En el corazón

de la rana en

la sección

igual a 40 mm

P50 y mayor

Principal 8 6 8 200 6 6 100

Recepción y expedición

10 6 8 300 8 8 200

Otras vías 12 9 11 400 10 10 300

41

P43 y menor

Principal 6 6 8 200 6 6 0

Recepción y expedición

8 6 8 300 8 8 100

Otras vías 10 9 11 400 10 10 200

Tabla 3.4 Desgaste permisible de las patas metálicas de las conexiones.

3.3.4 Defectos de la geometría de la vía férrea en planta y perfil. Sobre la vía en su conjunto actúan tres cargas fundamentales. Un tren con los

motores apagados influye sobre la superestructura de la vía solamente con la carga estática correspondiente al piso de los equipos. Al ponerse en funcionamiento el motor, comienzan una serie de vibraciones que influyen directamente sobre la vía aumentando el efecto sobre la vía.

Al ponerse en movimiento sobre la vía comienzan a actuar las tres cargas.La carga vertical se compone del paso del equipo afectado por un coeficiente

dinámico. Esta carga trata de flexar el de la carga vertical, aumentada por el movimiento en zigzag debido a que, las ruedas están rígidamente unidas al eje presentando un juego lateral que impacta consecutivamente con uno u otro carril. Esta carga trata de volcar el carril o de correrlo y jorobarlo, provocando que se abra el cartabón de la vía.

La carga horizontal longitudinal, es producto de la aceleración o el frenado de los equipos rodantes y provoca corrimiento longitudinal de los carriles y en ocasiones jorobas al toparse los carriles así como roturas de los tornillos de las juntas por cizallamiento, además hay juntas que quedan abiertas provocando el cizallamiento de los tornillos y el aplastamiento de los extremos de los carriles.

CargaEfecto que

produceCausas Soluciones

Vertical(Peso del equipo afectado por un

efecto dinámico y por la velocidad)

Baches y juntas bajas.

Deficiencias en el mantenimiento al balasto

por falta de calzado.

Limpieza del balasto, extracción del balasto sucio y

riego del limpio, levante y calzado.

Partidura del carril.Consecuencia del bache al

producirse golpe de la rueda sobre el carril.

Cambio del carril y calzado de la traviesa.

Abolladura de la corona del carril de

la junta.

Consecuencia de la junta baja, debido a deficiente calzado de la misma y deficiente apriete de la

mordaza.

Cambio del carril, calzado de las juntas. Apriete de las

mordazas.

HorizontalTransversal

Carrilera abierta

Deficiencia en la fijación del carril a la traviesa, que

permite el corrimiento del carril (fijación exterior)

Apriete de tornillos o clavado de los clavos de vías.

JorobaDeficiente resistencia del

balasto o falta de hombro de balasto.

Riego de balasto en el hombro y calzado de las

traviesas.

Vuelco del carrilDeficiencia en la fijación del carril a al traviesa (fijación

interior)

Apriete de los tornillos en traviesas de hormigón o

clavado de clavos de vía en traviesas de madera.

42

Horizontal longitudinal

(por aceleración y frenado o por

grandes variaciones de temperatura)

Corrimiento del carril.

Deficiente apriete o clavado de las fijaciones o falta de

anclas.

Colocación de anclas en las traviesas de madera o apriete con el torque necesario en las

traviesas de hormigón.

Corrimiento del carril con vuelco de la traviesa.

Deficiente resistencia del balasto o vía esqueletizada.

Riego de balasto, calzado y compactado.

Tabla

43

Tema IV Máquinas, mecanismos, instrumentos y herramientas utilizadas en la actividad de vías férreas.En el mundo ferroviario, para humanizar los trabajos en las vais se ha creado un

sin número de implementos que permiten que el trabajo se realice en menos tiempo y con muy buena calidad.

IndicadorPD 350Donelli(Italia)

MD 8Greismar

(Alemania)

P 811Matisa(Suiza)

SUZ 350Plasser (Austria)

SUZ 350Plasser(Austria

UK sistemaPlatov(Rusia)

Productivi-dad (m/h)

350 350 350 350 500 1000

Tabla 4.1 Máquinas colocadoras de vías

IndicadorMatisas (Suiza) Plasser and Theurer (Austria) SHOM

-D(Rusia)8CB 5 12CB 8 C 830 RM 62 RM 63

RM 76UHR

RM 80UHR

Productividad (m3/h)

300 500 600 420 650 600 800 3000

Ampli-tud del traba-jo

(m)

Mín 3.5 3.5 3.4 3.7 3.8 3.5 3.5 2.4

Máx 4.9 4.9 4.9 4.35 4.3 7.72 5.0 5.0

Profundidad bajo el carril (mm)

800 800 950 850 850 850 1000 650

Velocidad de traslación (km/h)

50 50 80 60 80 80 80 50

Longitud (m) 26.6 29.5 29.2 30 35 24.7 31.8 47.22

Tabla 4.2 Máquinas limpiadoras de balasto.

Indicador

Matisa (Suiza)B124 / B124

Plasser and Theurer (Austria) VPO(Rusia)1200

Tamper(Canadá)

07-16 07-32 07-275 07-64 0832 EJA6 STA

Productividad m/h

600 500 1200 5001500 - 2000

Hasta1200

1000 250 250

Calzado, al mismo tiempo

traviesas2 / 1 1 2 1 4 2 2 1 1

Levante en mm

100 150 150 150 --- --- 100 100 100

Corrimiento lateral en mm

150 150 150 150 --- --- 100 100 100

Longitud en m 15.24 16.94 16.94 16.94 25.5 23.47 26.91 6.95 6.95

Tabla 4.3 Máquinas alineadoras, niveladoras y calzadoras.Hay equipos que realizan otras labores, como la maquina soldadura de carril, la

cortadora de maleza, el estabilizador dinámico, etc.4.1 Equipo colocador de vía.

44

La maquina colocadora o tendedora de vía, el regulador de balasto y las maquinas alienadoras niveladoras y calzadoras ya fueron estudiadas en el tema II. (Vea tabla 4.1)

Existen otras maquinas, equipos y herramientas que serán objeto de este tema.4.2 Equipos limpiadores de balasto. (Vea tabla 4.2)Esta maquina realiza la limpieza del balasto en todo el ancho del prisma.El balasto contaminado se extrae del prisma de balasto, se lleva a través de

cintas transportadoras hacia un tambor donde es vibrado hasta soltar las materias contaminantes, las cuales pasan a través de un tamiz y de aquí a través de otra cinta transportadora es regada hacia el exterior de la vía, mientras que el balasto ya libre de contaminantes es llevado de nuevo a la vía y regado.

4.3 Equipos estabilizadores de la vía.Estos equipos pueden ser autopropulsados o de arrastre, la velocidad de trabajo

es de 0 a 3 Kmhora, graduable.Elimina el asentamiento inicial de la vía, mediante una estabilización controlada y

geométricamente correcta. Aumenta la resistencia lateral de la vía, cuando tiene una estructura homogénea

en el prisma de balasto.Da mayor seguridad contra deformación.4.4 Herramientas mecanizadas.Estas herramientas pueden ser neumáticas, eléctricas, hidráulicas o diesel.

Cualesquiera de ellas se utilizan en el mantenimiento, reparación o construcción de la superestructura de la vía.

4.4.1 Segueta de cortar carriles.Esta herramienta se utiliza para cortar cualquier tipo de carriles, puede ser

eléctrica o diesel.Para el corte de un carril se demora: Carril del tipo: R 65, UIC 60, S 64, RE 132 ---------------- 17 min. R 50, UIC 54, S 54, RE 115 --------------- 10 min. R 43, RE 80, RE 90, S 49, RE 75 --------- 8 min.4.4.2 Taladro de carriles.El taladro se utiliza para barrenar los orificios del carril, cuando estos son

reparados in situ. Taladra un orificio en 2 min. Pueden ser eléctricos o diesel.4.4.3 Martillo.Este instrumento se utiliza en el clavado en traviesas de maderas, o largueros en

las conexiones, pueden ser eléctricos, neumáticos, o diesel.4.4.4 Aprieta tuerca vertical.Se usa para apretar las tuercas de las fijaciones, se les llama también

tirafondera. Posee un controlador de torque.Puede apretar un tornillo en 50 seg.

4.4.5 Aprieta tuerca horizontal.Se utiliza para el apriete de los tornillos de las juntas. Aprieta los tornillos al

mismo tiempo del anterior.4.5 Equipo para soldar carriles.Esta maquina suelda a tope por resistencia eléctrica. Suelda un carril en un

tiempo entre 2 y 3 minutos. Los extremos de los carriles son tensados con un dispositivo hidráulico con una fuerza de 125 toneladas. Para la soldadura a tope por resistencia eléctrica no se emplea material extraño.

En la soldadura por contacto eléctrico y fusión continua el calor se obtiene por efecto de Joule, poniendo en contacto bajo presión los extremos de los carriles por lo que se hace pasar una corriente de bajo voltaje y muy alta intensidad (hasta 6.5

45

vol. y 10000 Amp.). La corriente se transmite a los carriles a través de unas mordazas de la maquina que a la vez proporciona la presión de contacto.

Como consecuencia del contacto a través de las caras de los carriles a soldar se producen chispas con explosiones liberándose una cierta cantidad de energía que produce el calentamiento de la zona; a medida que los carriles avanzan uno contra otro la cantidad de superficie que entran en contacto es mayor aumentando el área de calentamiento distribuyéndose parte del calor a la profundidad del metal. Este proceso de fusión es posible si la potencia de la maquina de soldar, así como de la fuente de alimentación es suficiente para la distribución de los puntos de contacto que se forma en una unidad de tiempo.

Los extremos de los carriles se calientan hasta altas temperaturas produciéndose hasta 1500º, cuando ya el metal esta fundido se aplica una fuerza de 40 a 50 toneladas con el transformador de soldar desconectado, producto de esta fuerza el metal liquido es arrojado a la superficie en forma de rebaba gruesa, en la zona de la soldadura los átomos se reestructuran en redes cristalinas formando uniones interatómicas que concluyen el proceso de soldadura. La rebaba se desbasta con un equipo especializado, las muelas liberan al carril y concluye el proceso.

Estas maquinas tienen el mismo principio que los equipos montados en la planta de soldar carriles.

46

Tema V Mantenimiento corriente de la vía.5.1 Control de estado técnico de la vía. Evaluación del estado técnico de la vía.El control del estado técnico de la vía se realiza desde la base, por le jefe de

brigada hasta la máxima dirección de los ferrocarriles.En Cuba el control se realiza de forma visual chequeándose desde trenes,

motores de vía y a pie.En los controles a pie se utilizan calibradores que para medir los lugares que se

marquen en las visitas realizadas en motores de vías.Para este fin se utilizan calibradores de vías que determinan el nivel y la anchura

de la trocha de la vía.5.1.1 Frecuencia de las inspecciones.Existen instrucciones que establecen la forma, el periodo y los lugares a

inspeccionar.

Clase de vías Lugares Frecuencia de la inspección

I, II y III velocidades

I (120-100-70)II (110-90-60)III (90-80-60)

PrincipalesDos veces por semanas y al menos dos

veces por mes

Patios Dos veces al mes

Conexiones Una ves al mes. En detalle cada 6 meses

IV, V y VI velocidades

IV (80-70-50)V (70-50-35)VI (60-40-30)

PrincipalesDos veces por semanas y al menos dos

veces por mes

Patios Una vez por semana

Conexiones Una ves al mes. En detalle cada 6 meses

VII y VIII velocidades

VII (40-30-20)VIII (30-20-15)

PrincipalesUna vez al mes o las requeridas según el estado técnico de la vía o la intensidad de

tráfico

Patios Una vez por semana

Conexiones Una ves al mes. En detalle cada 6 meses

IX velocidad

IX (15-15-15) Vías con deficiencias

Tabla 5.1 Frecuencia de las inspecciones.

47

La primera columna de las velocidades se refiere a la máxima establecida para trenes con coches motores. La segunda para trenes de viajeros con locomotora y la tercera para trenes de carga o mixtos.

5.1.2 Métodos de control.En trenes: El superior acompañado o no del jefe de brigada o de funcionarios de

la actividad, inspeccionan desde la locomotora o el caboose, el estado general de la vía, determinando los lugares donde existan defectos visibles o perceptibles.

En motor de vías: El supervisor acompañado o no del jefe de brigada del tramo comprueba el estado técnico de la vía, las señales fijas, los pasos a nivel, cada uno de los elementos de la vía y la variación de sus parámetros.

A pie: Se revisara diariamente por el caminavías una parte del tramo que atiende, tomando las medidas que se hallen dentro de su alcance, de hallar algún defecto. En caso de no poder resolverlo protegerá la vía y establecerá una precaución.

El superior acompañado no el jefe de brigada revisara el estado técnico de la vía así como cada elemento en detalle.

5.1.3 Defectos que se controlan.

Carriles: fracturas, fisuras, desgastes quemaduras, herrumbres, abolladuras.Platinas o sillas: partidas, torcidas, fuera de lugar, inadecuadas.Juntas: partidas, torcidas, bajas, zapateadas, con deficiente aislamiento.Clavos: altos, jorobados, descabezados, extraídos. Fijaciones: partidas, torcidas, inadecuadas, o rodadas, flojas, muy apretadas.Anclas: Faltantes, insensibles, separadas de las traviesas.Traviesas: paridas, fisuradas, dañadas, desclavadas.Balasto: sucio, faltante, sobre las traviesas.Drenaje: cunetas obstruidas, exceso de hierba.Conexiones: desaliñadas, desniveladas, abiertas o cerradas, falta de elementos del cambiavías.Señales: pintura, desaplomes, faltantes, caídas, colocadas incorrectamente.Pasos a nivel: elementos que afectan el gálibo, visibilidad, señales inadecuadas o faltantes.5.1.4 Instrumentos de medición.Cartabón de vía: Para comprobar el ancho entre los bordes de trabajo de los

carriles (En Cuba 1435 mm), así como para determinar el nivel relativo de la vía.Calibrador de juntas: instrumento en forma de cuña que se utiliza para conocer el

espaciamiento entre los extremos de los carriles.Calibrador de presillas: instrumento igual al anterior que se utiliza para

determinar el apriete correcto de las presillas.Calibrador de carriles: instrumento semejante a un pie de rey, se utiliza para la

determinación del desgaste del carril. Existen varios modelos de calibradores de carriles.

Carretillas defectoscópicas: por medio de ultrasonidos detectan las fisuras, burbujas, cabello u otro defecto en el interior de los carriles.

Además de estos instrumentos existen en el mundo ferroviario, equipos e instrumentos que revisan por un método u otro el estado técnico de la vía, de esta manera tenemos:

Carretilla de inspección: comprueba la alineación, la nivelación y le ancho entre las bandas de trabajo de los carriles.

48

Vagón comprobador: Este es un equipamiento instalado en un vagón de pasajeros que tiene mecanismos para catar los niveles de alineación, el ancho de la trocha, las calas en las juntas, superelevacion de la vía, etc.

Con este equipo y el vagón d inspección se realiza un sistema de nivelación basado en una escala de puntos. A mayor cantidad de puntos obtenidos el estado técnico de la vía es malo.

En la Tabla #1 se indica la puntuación en condiciones excelentes o buenas, obtenidos por el vagón comprobador.

Se consideran condiciones satisfactorias cuando la puntuación obtenida es menor de 250 puntos. (Vea tabla 5.2)

Tipo de carril

Balasto

Tipo de carril

Balasto

Piedra picada, graba

de cantera, asbesto

Arena gruesa y media

Arena fina y otros

Piedra picada,

graba de cantera, asbesto

Arena gruesa y

media

Arena fina y otros

Vía excelente Vía buenaP50 o mayores 0-15 0-15 0-20 P50 o mayores 16-30 16-30 21-40

P43 0-15 0-20 0-25 P43 16-30 21-40 26-50P38 y 80 Lbs/yd 0-20 0-25 0-30 P38 y 80 Lbs/yd 21-35 26-50 31-60Menos de 80 Lbs 0-20 0-30 0-30 Menos de 80 Lbs 21-40 31-60 31-80

Tabla 5.2 El estado de la vía por alineación en planta (desalineación) se obtiene por los

datos de un vagón comprobador y se considerara de acuerdo a la tabla 5.3.En los puentes y en sus accesos los puntos señalados en la tabla 5.4 se

duplicaran si los puentes tienen entre 25 y 100 m de longitud y en 200 m antes y después del puente. Si el puente tiene mas de 100 m se tomaran 500m a cada lado.

Las puntuaciones se duplicaran en los baches y desniveles de los puntos aislantes.

Tipo de carril

Balasto

Tipo de carril

Balasto

Piedra picada, graba

de cantera, asbesto

Arena gruesa y media

Arena fina y otros

Piedra picada,

graba de cantera, asbesto

Arena gruesa y

media

Arena fina y otros

P50 o mayores 0-15 0-15 0-20 P50 o mayores 16-30 16-30 21-40P43 0-15 0-20 0-25 P43 16-30 21-40 26-50

P38 y 80 Lbs/yd 0-20 0-25 0-30 P38 y 80 Lbs/yd 21-35 26-50 31-60Menos de 80 Lbs 0-20 0-30 0-30 Menos de 80 Lbs 21-40 31-60 31-80

Tabla 5.3 Suma máxima de puntos en alineación (con respecto a su eje de proyecto)

Defecto y su valoraciónMagnitud permisible por grados de complejidad y

puntuación que se obtieneI II III IV

1 2 3 4 5

49

1- Carrilera abierta

a) en rectas y curvas de radio 350 m (1435 mm)

Hasta 6 mm

6 a 11 mm11 a 16

mm> 16 mm

b) en curvas con radios de 349 m y 300 m (1445 mm)

Hasta 6 mm

6 a 11 mm11 a 16

mm> 16 mm

c) en curvas de radios de 299 m y menos (1450 mm)

Hasta 6 mm

6 a 9 mm 9 a 11 mm > 11 mm

2- Carrilera cerrada

a) en rectas y curvas de radio 350 mHasta 4

mm4 a 8 mm 8 a 10 mm > 10 mm

b) en curvas de radio entre 349 y 300 mHasta 4

mm--- 4 a 6 mm > 6 mm

c) en curvas de radios menores de 299 m Hasta 4

mm4 a 9 mm --- > 9 mm

Puntuación para los desperfectos 1 y 2 en puntos por cada 1 m lineal de vía

0 1 100 1000

3- Desniveles (cualquiera que exista)

Puntuación por cada lugar según la distancia a que se encuentra el desnivel de la zona

nivelada

Longitud de 7 m 0 30 300 2000

Longitud de 7 a 14 m 0 15 150 1500

Longitud de 14 a 24 m 0 10 100 1000

4- Desnivel lateral

Puntuación por cada lugar revisado cuando la longitud de la desviación es

Hasta 6 mm

6 a 10 mm10 a 15

mm> 15 mm

Hasta 5 m 0 10 100 1000

5 a 10 m 0 5 50 500

5- Desnivel suaveHasta 4

mm4 a 15 mm

15 a 30 mm

> 30 mm

Puntuación por 1 m lineal de vía 0 1 10 100

6- Baches y jorobas

Puntuación por cada lugar 0 2 10 100

7- Diferencias de flechas en planta medida con una cuerda de 20 m, en los puntos situados en el centro de la cuerda

Hasta 8 mm

8 a 15 mm15 a 23

mm23 a 32

mm

Puntuación por cada lugar cuando la flecha es mayor de 32 mm el desperfecto se considerará

mayor y se valorará en 251 puntos0 1 10 150

Tabla 5.4 Grado de desperfecto de los carriles y su puntuación.

FIGURA 5.2. Cinta para medir el ancho de la trocha y determinar la puntuación.

Suma de los puntos = A*1000+(B-A)*100+(C-B)*1

Desnivel relativo.14 mm es de tercer grado, 1x50=50 puntos.

50

El estado de la vía en planta se valora con puntos en toda la longitud del tramo de vías principales y de recepción y expedición, en patios, en tramos curvos y rectos, así como en las conexiones (excepto cruzamientos y cunetas) para valorar las desalineaciones en planta se establecen las normas que observamos en el punto 7 de la tabla 4.4.

Defectoscópico de carril.Estos equipos se utilizan para detectarlos defectos que poseen los carriles tanto

en internos como externos.Hay equipos magnéticos, electromagnéticos y ultrasónicos.El proceso de obtención es igual en cada tipo y consiste en la introducción en el

metal del carril de una señal que en el caso del sistema ultrasónico tiene una frecuencia de 2.5 Mhz. Esta señal tiene la propiedad de reflejarse cuando el medio por el que se transmite deja de ser uniforme o existe algún tipo de discontinuidad en el metal. Para la emisión y captación de la señal ultrasónica así como su representación en pantalla o en forma de señal sonora se han diseñando equipos electrónicos.

Este equipo logra dar la longitud y el espesor del defecto así como el tipo de defecto.

Con este equipo se obtienen las fisuras en los carriles, que atraviesen los orificios de las juntas, bajo la corona del carril, incluyendo los que se encuentran en el área de las juntas, fisuras horizontales y verticales en la corona y las longitudinales en la garganta, fisuras transversales en la corona tanto individualmente como en el exterior de estas están ubicadas sobre la garganta.

Los defectoscopios magnéticos obtienen las fisuras transversales internas en la corona del carril y bajo las manchas oscuras o claras que están ubicadas en la cara superior de la corona a una profundidad no mas de 4 mm y en las ubicadas en las caras laterales no mas de 0.25 del ancho de la corona.

Estos equipos pueden ser montados sobre equipos de grandes dimensiones no desmontables o en pequeñas carretillas ferroviarias de peso ligero para poder ser sacadas de la vía si fuese necesario por dos personas.

5.1.5 Evaluación de la vía en Cuba.En Cuba la evaluación utilizada es a partir de 5 parámetros que caracterizan el

trabajo que realiza la actividad. La valoración es la siguiente:1- Estado técnico de la vía.2- Cumplimiento del plan técnico - económico del ano.3- Riego de balasto en el periodo analizado.4- Reducción del índice de precauciones.5- Reducción de la accidentalidad.La puntuación se realiza de la siguiente forma.

1. Estado técnico de la vía: Este dato se toma al inicio del año. Por cada Km. de vía en buen estado se les otorga 5 puntos. Por cada Km. de vía en estado regular se les otorga 2.5 puntos. Por cada Km. de vía en mal estado se les otorga 0 puntos. Se establecen 3 categorías de vías y por cada una de estas categorías 3 velocidades según el tren que circule. Por debajo de estas categorías se establece que la vía esta en mal estado.

Estado de la vía

Velocidades en km/hI II III

51

Coches motores

Viajeros con

locomotCarga

Coches motores

Viajeros con

locomotCarga

Coches motores

Viajeros con

locomotCarga

Bueno 120 100 70 80 70 50 60 50 35

Regular 80 70 50 60 50 35 50 40 30

Malo 60 50 35 50 40 30 30 20 15

Tabla 5.5

La sumatoria de la puntuación obtenida se divide entre la totalidad de los Kms. a atender por la unidad que se este analizando, brigada, distrito, distancia o territorio.

2. Cumplimiento del plan técnico económico.

Se clasifica según el cumplimiento obtenido por plan.3. Riego de balasto.

Se calcula el por ciento de balasto regado contra el plan.4. Reducción del índice de precauciones.

Se calcula el índice promedio de precauciones (IPP) en el periodo analizado y se compara con el de igual periodo del ano anterior.El índice promedio de precauciones se obtiene del producto de:La longitud del tramo afectado por la duración en días, por la reducción de

velocidad, por el factor de pares de trenes y se divide entre 1000. Si la precaución no indica la velocidad establecida se considera la mitad de la autorizada por el itinerario.

Si se indica un solo punto de afectación este se considerara 0.050 Km

Factor de pares de trenes.

Pares Factor1 a 3 24 a 7 4

8 a 11 612 a 15 816 a 20 10

> 21 12

La cantidad de pares de trenes se obtiene por el itinerario.Si el valor del IPP se mantiene igual o aumenta la puntuación es 0, pero si

disminuye; se obtiene una puntuación en dependencia del por ciento de disminución. 5. Reducción de accidentalidad.

Se compara la cantidad de accidentalidad que tuvo la actividad en el periodo analizado contra el mismo periodo del ano anterior, si redujo se dan todos los puntos si se mantiene igual o aumenta se les da 0.5.1.6 Ejemplo.1- Estado técnico de la vía. Una distancia de vías atiende 228.8 Km de vía.Tiene 170.1 Km en la segunda categoría y 58.7 en la tercera.Para las vías de segunda categoría se obtiene lo siguiente:80.6 en buen estado64.6 en regular estado25 en mal estado

52

Para las vías de tercera categoría se obtiene lo siguiente:10.2 en buen estado23.3 en regular estado25.2 en mal estado

= (80.6*5+64.6*2.5+10.2*5+23.3*5)/228.8=2.95

2- Cumplimiento del plan técnico económico.TIPO DE REPARACION PLAN REAL

Reparación ligera 15.1 13.2 87.4 Reparación media 23.3 15.2 65.2Mantenimiento 100.0 112.9

Se realiza una media ponderada:

(13.11*15.1+9.79*23.3+16.435*100)/138.4=15.31

3- Riego de balasto

PLAN REAL

13000 1092 8.4% 0.42

4- Reducción del índice de precauciones(IPP)

1996 tuvo en IPP de 54.621 1997 tuvo un IPP de 32.348 22.273 Para obtener 8 puntos tenia que reducir 54.621 y redujo 22.273 puntos por lo tanto:22.273*8/54.621=3.26 por lo tanto obtuvo 3.26 puntos

5- Reducción de accidentalidad 1996 tuvo 31997 tuvo 1

Redujo 2 que equivale al 66.67%

Para obtener 10 puntos requeriría reducir 3, para la reducción de 2 obtiene: 10*0.6667=6.667

Total de puntos a obtener:

Estado técnico de la vía 2.95 de 5Cumplimiento del plan técnico económico 15.31 de 15Cumplimiento del riego de balasto 0.42 de 2Reducción del índice de precauciones 3.26 de 8Reducción de la accidentalidad. 6.7 de 10

53

Total 28.64 de 40

0 a 27 mal

28 a 31 regular

32 a 35 bien

36 a 40 excelente

En nuestro caso la unidad controlada obtuvo regular.

5.2 Mantenimiento corriente de carriles. Nivelación y alineación manual y con equipos.

5.2.1 Mantenimiento de carriles.El mantenimiento comienza desde el mismo instante en que la vía comienza a

ser explotada.El mejor mantenimiento es el constante chequeo del comportamiento de los

distintos elementos que componen la superestructura de la vía.El mantenimiento a la vía férrea significa observar que los parámetros de diseño

de la vía chequeada no sufran variaciones que determinen el deterioro de un elemento que componen la vía o en su conjunto.

Las normas técnicas establecen parámetros basados en la categoría de la vía para el mantenimiento de la vía en perfil.

En los tramos rectos la cara superior de la corona en ambas bandas en cada sección deben estar en un mismo nivel, sin embargo para que los trenes tengan un movimiento mas sereno se permite que una de las bandas este mas alta que la otra en 4 mm. En este caso la carrilera sufre menos impactos laterales del equipo rodante.

En los tramos rectos sobre puentes metálicos de tablero superior se podría mantener el desnivel relativo de 4 mm entre una y otra banda de carriles, cuando la longitud del mismo no exceda los 25 m. Si la longitud del puente es mayor de 25 m no podrá mantenerse el desnivel relativo de 4 mm en recta. No se admite tampoco en conexiones ni en los accesos a los puentes, 25 m a cada lado.

El desarrollo del desnivel de 4 mm de una de las bandas de carriles en los tramos rectos de una vía sencilla se determina la dependencia de las condiciones locales, estado del terraplén, etc., en los tramos de doble vía como regla se eleva la banda exterior de las carrileras.

Para mantener estos parámetros del nivel en recta se requiere ejecutar los trabajos de nivelación.

5.2.2 Nivelación de la carrilera.Para la rectificación del nivel, la eliminación de los apoyos deficientes entre el

carril y la silla o la platina entre la silla o la platina y la traviesa y esta con el balasto se realiza fundamentalmente el calzado del balasto bajo la traviesa o la colocación de calzos entre el carril y la traviesa.

Antes del comienzo de la nivelación se determina los limites y la medida del bache. Los limites se establecen a ojo y se marcan en la garganta del carril. La profundidad del bache o desnivel se mide con instrumentos ópticos.

La nivelación puede realizarse con herramientas manuales, herramientas electromecánicas o diesel o equipos mecanizados.

5.2.2.1 Nivelación manual.Antes de comenzar la nivelación se revisan las calas y si es necesario se

regulan.

54

Con cualquiera de los métodos que se utilicen exceptuando el método con equipos mecanizados, la forma de nivelar la vía es levantada con gatos hidráulicos o mecánicos o ambos, en dependencia de las dimensiones del levante.

El equipo de medición se coloca en el tramo que se encuentre en perfectas condiciones, una mira se pone fija en el tramo próximo en buen estado y otra se va corriendo cada 6.5 m, ubicándose en cada lugar de la puesta de la mira un gato de izaje, como puede verse en la figura 5.

Punto A y B lugar de ubicación de la mira y el equipo óptico respectivamente 1,2,3,4,5,6 y7 puntos donde se coloca la mira y los gatos para el levante.

En los puntos donde se determina el levante se colocan gatos que van siendo manipulados hasta que la vía ocupe la posición correcta. Luego se calza y compacta el balasto y se regula con tenedores si se trata de balasto de piedra grava y con palas si es arena o cualquier otro árido de granulometría fina.

El calzado puede realizarse con barretas picos apisonados o pisones o calzadores eléctricos o diesel.

5.2.2.2 Nivelación con equipos.En los ferrocarriles hay varios fabricantes que producen máquinas que son

capaces de realizar las labores que de forma manual se realizan en la actividad de vías. En Cuba se utilizan los equipos Tamper.

Como vimos en el capitulo de la mecanización este equipo nivela utilizando para ello una guía consistente en una carretilla situada a 100 pies del equipo, donde esta montado un emisor de rayos infrarrojos.

El proceso de trabajo consiste en que cuando el equipo se encuentra en un lugar desnivelado el rayo infrarrojo emitido es recibido por un receptor ubicado en la parte trasera del equipo que hace funcionar un mecanismo que posee una pantalla, la cual comienza a elevarse hasta que corta el rayo infrarrojo, acoplado a esta pantalla se encuentra un agregado que se compone de varios gatos que eleva la vía junto con el equipo. Cuando el rayo infrarrojo es cortado por la pantalla cesa el movimiento hacia arriba y comienza entonces el calzado de la vía mediante el mecanismo de bateo o calzado. Este mecanismo posee unos bates que se introducen en el balasto que se encuentra alrededor de las traviesas bajo el carril y hace que la piedra se compacte y soporte a la superestructura calza.

5.2.3 Alineación.La alineación se realiza cuando la vía es desnivelada en planta. Esta desviación

puede ser producida por fuertes impactos laterales producidas por el choque de las pestañas de las ruedas en su movimiento normal de zigzag, esta causa puede a su vez ser producida por exceso de juego lateral del eje del equipo o por exceso de la velocidad establecida en los tramos curvos con radios pequeños.

También esta desviación puede ser producida por deficiente mantenimiento del balasto que no es capaz de resistir el impacto lateral.

Otra causa puede ser el corrimiento longitudinal de los carriles debido a la falta de mantenimiento en el apriete o clavado de la vía que al toparse con una junta que resista el empuje flexa la vía en el sentido transversal ocasionando juntas.

5.2.3.1 Alineación manual.La alineación manual al igual que la nivelación se realiza con gatos diseñados

para este fin o con gatos de izaje normal, también se utilizan barretas.Al igual que en la nivelación utilizamos equipos ópticos para conocer la magnitud

de la desviación. Estos equipos se sitúan de forma similar a la anterior, en tramos no afectados a ambos lados de la vía desplazada, como se muestra en al figura 5.7 marcando en el carril cada 10 m la dimensión a correr.

55

El tramo afectado se esqueletiza, es decir se elimina el balasto en el borde de la traviesa en el lugar hacia donde se va a correr la vía y se colocan los gatos o las barretas en forma de zigzag.

Después de desplazada la vía hacia el lugar correcto esta debe ser de nuevo nivelada y calzada pues la vía pierde su compactación y por estar esqueletizada pierde su nivel.

5.2.3.2 Alineación con equipos.La alineación con el equipo Tamper tiene el mismo principio de la nivelación e

incluso como se vio en el caso anterior hay que nivelar después de desplazada la vía.

El trabajo se realiza de la siguiente forma. Si el desplazamiento se realiza hacia el lugar donde el equipo tiene instalado el receptor, el emisor con el rayo infrarrojo, el receptor no lo puede captar, por lo que la pantalla comienza a correrse hacia el lado contrario al desplazamiento hasta que el receptor capte la señal, en este momento la vía se desplaza fuera de su eje hacia el lado contrario y cato seguido la pantalla comienza a moverse en sentido contrario al anterior hasta que cierre la señal, desplazando la vía hasta su eje correcto.

Desplazamiento de la vía hacia el lugar donde se encuentra el receptor (1), la señal emitida por el emisor (2), no es captado por el receptor. La flecha indica la dirección del primer corrimiento. La línea discontinua de punto y raya indica el lugar hasta donde fue llevada la vía en el primer desplazamiento hasta que la pantalla de sombra permita el paso de la señal.

Si el desplazamiento es hacia el lado contrario a la ubicación del receptor y del emisor la situación es mas sencilla al captar la señal el receptor la pantalla se mueve hasta obstaculizar el paso de la señal y el mecanismo se detiene, aquí comienza el levante para nivelar y calzar.

5.3 Mantenimiento a los elementos que componen la superestructura de la vía.5.3.1 Mantenimiento a los carriles.El mantenimiento a los carriles comienza desde el momento en que es

almacenado.Para cargar el carril debe hacerse de forma tal que no vaya a flexarse en

demasía. La forma de izarlos es siempre en su posición de trabajo y con los cables colocados equidistantes a los extremos del carril y si el cargue se realiza con guías equipadas con electroimanes, en el mismo sentido del carril.

En el almacenaje el carril debe situarse sobre calzos separados unos de otros a 1 m, tratando de ubicarse en camadas formando una pirámide en lugares llanos, evitando que contacten con el suelo.

Ya colocado debe controlarse que apoye sobre la base, que el patín no quede montado, que tenga buena compactación.

En las juntas no se permitirá que un carril tenga la superficie de rodadura por encima del otro, ya que esto provoca abolladuras, corrimiento longitudinal, partiduras o desgastes exagerados.

Debe evitarse colocar traviesas de distintas rigideces porque la vía pierde su estabilidad.

En las vías señalizadas debe evitarse que se suelden los electrodos en el patín o en la garganta del carril.

En las curvas, muy especialmente si estas no se mantienen debidamente el carril se desgasta, por ello para evitar un desgaste exagerado sistemáticamente deben ser lubricados con grasa gravitada.

Cuando en una curva se produce un desgaste en el carril de afuera se debe cambiar de borde de trabajo, es decir el borde de afuera pasa para adentro. Ver

56

figura 5.11, por lo 2 que el carril puede usarse hasta que se pierda toda su capacidad, es decir se desgasta por ambos bordes.

5.3.2 Mantenimiento a las mordazas.Para que la mordaza tenga una vida útil de larga duración es conveniente

mantener en buen estado las juntas, así como velar por que el desgaste del carril no sobrepase los requerimientos técnico- económicos exigidos.

La mordaza comienza a determinarse cuando la junta está floja y esto hace que la fricción desgaste los orificios y el impacto de la rueda, además de partir el carril puede también partir la mordaza.

Si una de la pareja de mordazas se desgasta deben ser cambiadas las dos, pues de dejarse una vieja con una nueva al pasar los trenes la nueva asimila mayor tensión que la vieja. Esta mordaza con mayor rapidez se deteriora y puede partirse.

5.3.3 Tornillos de juntas. Pueden sufrir deterioros por cizallamiento o por flexión, partiduras de la cabeza o

de la rosca. Todas estas deficiencias pueden evitarse, evitando el corrimiento longitudinal de los carriles, evitando el desgaste vertical excesivo en los carriles ya que las pestañas pueden impactar al tornillo y partirlo por su cabeza o por la roscas, manteniendo las calas en las juntas, buen apretado de loa tornillos, engrase de los mismos. Los tornillos deben apretarse de 45 a 48 kN-m para P50 y menor de 56 a 60 kN-m para P65 o mayor.

5.3.4 Sillas.Las sillas pierden su vida útil si al provocar abolladuras en las traviesas de

madera, estas no se limpian sistemáticamente, la superficie de la traviesa queda de forma irregular lo que hace que la silla apoye mas en los bordes que en el centro y trae como consecuencia que la silla se flexe, por eso la superficie de la traviesa bajo el carril debe guardar completamente plana.

Las sillas hay que reclavarlas cuando se note que los clavos se van aflojando y deben engrasarse.

5.3.5 Mantenimiento a las traviesas de maderas.Las traviesas de madera se van agrietando, para evitar que esto suceda se le

aplican antisépticos. El uso de la silla hace que la traviesa obtenga una mayor duración. Si la traviesa se barrena antes de ser colocada también aumenta la vida útil, si se almacenan en lugares ventilados y secos así como antes de almacenarse se le aplican antiséptico, también aumenta la vida útil de las traviesas. Para cargarlas se deberán usar tenazas especializadas, no se deben tirar al ser trasladadas, etc.

Una vez colocadas en la vía se tratara de mantener la vía bien reclavada y calzada. Cada vez que se vaya a reclavar hay que aplicarle antisépticos.

Cuando ya la traviesa tiene grietas deberá procederse a la colocación de flejes que disminuyan o eliminen el avance de la grieta (vea figura 5.13).

También se entarugan los clavos cuando estos pierden su capacidad de resistencia a la extracción. Se abre un orificio mayor que el diámetro del clavo (16 mm) y se aplica antiséptico con posterioridad se coloca en lugar un tarugo de 1 mm o 2 de diámetro mayor que el orificio practicado en la traviesa y se introduce. Después se vira la traviesa y se utiliza por el otro lugar.

Para el reclavado de las traviesas se utilizan tacos de 4x15 mm y una longitud de 110 mm, cuando la banda de carril se corre hasta 3, cuando la banda de carril se corre de 4 a 6 m las dimensiones del taco son 6x15 mm.

Las traviesas que no se puedan reparar son las que presentan deterioros por putrefacción bajo las sillas, desprendimiento de astillas o lascas entre las grietas, fracturas transversales, fisuras pasantes de cara a cara en la altura desde un extremo de la traviesa en una longitud mayor de 1 m a lo largo de la traviesa.

57

Igual procedimiento se realiza en los largueros de conexiones o largueros de cruzamientos.

5.3.6 Mantenimiento al prisma de balasto.El prisma de balasto deberá mantenerse limpio de materia contaminante,

evitando el exceso de humedad. Debe mantenerse el hombro de balasto en sus dimensiones permisibles y no permitir el crecimiento de hierba en la misma.

Cuando aparecen signos de zapateo bajo las traviesas hay que buscar la forma de darle salida al agua depositada, remover la piedra de los cajones de balasto y las traviesas a una profundidad no menor de 10 cm por debajo de la superficie inferior de la traviesa. El balasto que no sea de piedra. Se quita el balasto sucio de las partes laterales de las traviesas y por debajo de las mismas a una profundidad no menor de 5 cm por debajo de su cara inferior.

En cualquiera de los casos planteados debe colocarse balasto nuevo en el lugar donde se extrajo el contaminado. Por supuesto después de estas operaciones hay que volver a nivelar y calzar.

5.3.7 Mantenimiento de las juntas.Las calas son holguras que deben existir en las juntas, deben mantenerse según

lo establecido en normas.Para carriles de 12.5 m de longitud y en dependencia de la temperatura del carril

la cala será igual a: ver tabla 5.6.

Dimensiones de la holgura en mm Temperatura del carril en C0 65 y más

1.5 55 a 65

3.0 45 a 55

4.5 35 a 45

6.0 25 a 35

7.5 15 a 25

9.0 5 a 15

Tabla 5.6 Holguras normales.La temperatura del carril se toma con termómetros especiales que se colocan,

como norma, en la garganta del carril en el lado de sombra. Cuando las dimensiones de la cala pasan de 9 mm o la cala se topa hay que regularla. Este trabajo se realiza con gatos hidráulicos especiales que aprisionan los carriles y los unen o separan según se encuentren las calas.

5.3.8 Mantenimiento de las conexiones.En las conexiones al igual que en los tramos de vía, el apretado de tornillos y

reclavado de las traviesas es de gran importancia, así como el engrase de las agujas y del mecanismo del cambia vías.

El ancho de la trocha o cartabón de las conexiones se mide en distintos puntos de la misma.

1. En las juntas del carril de guarda.2. A 1000 m de la punta de aguja.3. En la punta de aguja.4. En la junta de culata de la rana por la recta y por la curva.5. En el centro de un bloque de desvío.6. En el final de la curva y en la rana.Las holguras se miden en:Culata de la aguja, por la recta y por la curva.

58

En la rana, en la garganta, en el punto practico y en el lugar donde el corazón de la rana tiene 40 mm de ancho.

En las patas de la rana y el guardarranas

Tipo de conexión

Nro de la rana

En la punta del carril de guarda

A 1000 mm de la punta de la aguja

En la punta de la aguja

En la culata de la aguja En la

mitad de la curva

En el final de la curva y de la rana

Por la recta

Por la curva

--- --- a b C d e f g

P50 1/8 1434 1435 1435 1437 1439 1435 1435

P50-P43 1/11 1435 1441 1447 1435 1497 1417 1430

P50-P43 1/9 1435 1441 1447 1435 1447 1449 150

Tabla 5.7

Tipo de conexión

Número de la rana

En la culata de la aguja

En la ranaEn las patas de la rana y

guardarranas

Por la recta

Por la curva

En la garganta

En el punto

práctico y en la

sección (40 mm)

En la parte

recta de los

guardarra-nas

En el ensancha

miento

En la entrada

--- --- h1 h2 i j k l m

P50 1/8 140 140.5 68 45 44 68 90

P50-P43 1/11 80 93 68 45 44 68 90

P50-P43 1/9 --- 80 68 45 44 68 90

Tabla 5.8La abertura en la aguja en las conexiones P43 y P50 debe ser de 152 mm en el

eje de la primera rana y se admite una tolerancia de +8 y –2 mm. En cambio para vías eléctricas la norma es de 150 mm y se admite una abertura mínima de 147 mm.

No se permite: defectos en la barra que une las agujas, ni desajustes mayores de 4 mm entre las agujas y sus carriles de guarda, partiduras de la aguja o del carril de guarda (vea los desgastes permisibles en la tabla 5.9), desniveles en las agujas con respecto a sus carriles de guarda de 2 mm o más (se mide en la sección donde el ancho de la corona de la aguja es de %= mm o más, (Figura 5.18).

La diferencia de nivel de la aguja con respecto al carril de guarda se mide en un punto situado a una distancia igual a 13-14 del ancho de la corona del carril de guarda desde su cara lateral de trabajo (vea fig. 5.18, 5.19, 5.20).

Si existe un desgaste desigual entre los carriles de guarda y las agujas, también la inclinación de los carriles de guarda y las agujas es desigual la diferencia de nivel de

las agujas respecto al carril de guarda se determina como la diferencia entre las magnitudes a y b (fig. 5.19 y 5.20).

Los tornillos de las barras que unen las agujas entre si deben ser colocadas con la tuerca hacia abajo en las conexiones no centralizadas eléctricamente deben tener pasadores o presillas de seguridad.

5.3.9 Mantenimiento a las señales de vías fijas.

59

Las señales de vías deben ser pintadas correctamente con pintura blanca de fondo, orla o rotulo en negro y el poste también de negro.

Las señales deben ser aplomadas para evitar que se caigan y pierdan la razón para la cual fueron concebidas.

Para poder darle visibilidad deberá eliminarse la hierba de ella en 1 m de diámetro o más.

5.3.10 Mantenimiento a la vía en los pasos a nivel.Debe mantenerse el ancho de la canal de rodamiento en 150 mm y la

profundidad en 57 mm cuando el paso a nivel sea de hormigón. Cuando sea construido con guarda carriles el ancho de la abertura entre las caras de cartabón del guarda carril y el carril de la vía férrea será de 90 mm.

Los guarda carriles deben tener un nivel mayor que el carril, pero nunca podrá sobrepasarse del borde inferior de las defensas de las locomotoras.

5.4 Mantenimiento a los tramos curvos. 5.4.1 Mantenimiento de los tramos curvos en perfil.Las curvas con el paso de los trenes van perdiendo el nivel de proyecto.Como es conocido las curvas en dependencia del radio tiene que superelevar el

carril exterior con respecto al interior. Esta superelevación se halla por la siguiente ecuación:

donde: h- peralto de la curva en mm. Vmed – velocidad media en Kph. R- radio de la curva en mLa velocidad media se halla a partir de conocer el número de trenes por tipo que

circulan por la curva dada, la velocidad máxima autorizada por cada tipo y su tonelaje promedio.

En Cuba la superelevación máxima es igual a 150 mm.

Ejemplo:Supongamos que por una curva de 800 m de radio circulan 10 trenes con una

velocidad máxima autorizada de 140 Kph y un peso de 570 ton, también circulan 12 trenes de 1500 ton a 100 Kph, 20 trenes a110 Kph con un peso de 1000 ton y 8 trenes de 2500 ton que circulan a 90 Kph. Queremos conocer la velocidad media y la superelevación para la curva circular.

h > 150mm, se debe disminuir la velocidad utilizando la ecuación:

60

Se mantendrá el nivel calculado de superelevación y no excederá de 4 mm sobre el mismo.

La variación de la diferencia de nivel debe ser suave y no sobrepasar de 1 mm por cada m2 de longitud.

5.4.2 Mantenimiento de la vía en planta.El centrado de la vía en los tramos curvos se comprueba midiendo la flecha.

Como regla general la flecha se mide con cuerdas de 20 m de longitud. Las curvas circulares estándares tienen una cuerda para cada radio ya que para curvas de igual radio tiene siempre una misma flecha. La diferencia permisible de las flechas de flexión, medidas en los puntos vecinos a la cuerda de 20 m son los siguientes:

En tramos rectos---------------------------------------------- 8 mmEn curvas de radio mayores de 650 m-------------------- 8 mmEn curvas de radio entre 401-650 m--------------------- 10 mmEn curvas de radio menor de 400 m------------ --------- 12 mm

Radios de la curva en m

Flechas en mm

Radios de la curva en m

Flechas en mm

Radios de la curva en m

Flechas en mm

200 250 500 100 1200 42

250 200 600 83 1500 33

300 167 700 71 1800 28

350 143 800 60 2000 25

400 125 1000 50 3000 17

4000 12.5

Tabla 5.9 Flechas de las curvas en el centro de las cuerdas de 20 m de longitud.La desviación del crecimiento uniforme de las flechas en las curvas de transición

no puede ser mayor de 6 mm.De acuerdo con las instrucciones para el mantenimiento de la vía férrea las

curvas de radio menor a 3000 m deben tener curvas de transición. La longitud de las mismas se determina de la forma siguiente:

l=1000*h donde: l- longitud de la curva de transición. h- superelevación en mm.

Pero en todas las condiciones la longitud mínima de la curva de transición debe ser:

Para radio entre 3000 y 1500 m ------------------------- 30 mPara radio entre 1490 y 1000 m ------------------------- 40 mPara radio entre 990 y 710 m ------------------------- 50 mPara radio entre 100 y menos ------------------------- 60 mLa magnitud del radio de las curvas en relación con la flecha puede determinarse

por la expresión siguiente:

R=1000*a28*f donde: f- flecha de la curva en mm

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a- cuerda de la curva en m R- radio de la curva en m

En los limites de la curva de transición las flechas crecen escalonadamente, por eso se exige que el crecimiento de la flecha debe ser uniforme, o sea si en algunos puntos la flecha es igual a 5 mm en el punto colindante a 10 m en dirección de la curva deberá ser de 15 mm, en los puntos subsiguientes a 10 m unos de otros las flechas serian igual a 25, 35, 45 mm,... Se excluyen los puntos que coinciden con el principio y el final de la curva de transición. En el inicio la flecha es de 1 a 3 mm en dependencia de la longitud de la curva de transición y al radio de la curva, en el punto final será igual a la flecha de la curva circular disminuida en 1 o 3 mm.

Para comprobar el centrado de la vía siempre debe hacerse por un carril, el carril guía o de alineación.

En las curvas, el carril guía se toma el exterior. Antes de comenzar el calculo para el centrado de las curvas deformadas se comienza por marcar la curva en secciones cada 10 m, marcando la garganta del carril con pintura o creyón. Este marcaje aproximadamente comienza a 30m del inicio de la curva en tramo recto.

La suma de las flechas de las curvas circulares es igual al ángulo de giro de la curva por un coeficiente de proporcionalidad. El ángulo de giro y la suma de las flechas son magnitudes constantes para cada curva circular. Comparando la suma de las flechas técnicas con las naturales obtenidas en el terreno podemos comprobar la corrección del trabajo que se realice.La suma técnica de la flecha se determina por la siguiente expresión:

donde:

- sumatoria de flechas K- coeficiente de proporcionalidad en mmgrado o mmradian - ángulo de giro en grados o radianes. El coeficiente de proporcionalidad es igual a 5000 si el ángulo se expresa en

radianes y 87.2665 si se expresa en grados.La diferencia entre la suma técnica y la suma de las flechas obtenidas por

mediciones no puede ser mayor de:

A 2 donde: n- cantidad de puntos obtenidos en la curva, en los que se mide la flecha. diferencia entre la sumatoria teórica y la medida en la curva.

A- Diferencia entre la sumatoria teórica y la medida en la curva.

En el gráfico y debido a que en la curva de transición las flechas crecen poco a poco según se acerquen a la curva circular, la línea que representa a las flechas se traza de forma inclinada; y como la curva circular de un mismo radio la dimensión de las flechas no varia, la línea de las flechas ocupa una posición horizontal (Vea figura 5.24).

La flecha en cada punto de la curva de transición se calcula por la siguiente expresión:

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donde: Ft- flecha de la curva de transición en mm. f- flecha de la curva circular en mm. x- distancia desde el comienzo de la curva de transición hasta el punto que se estudia en m. l- longitud de la curva de transición en mSi el comienzo y el final de la curva de transición coinciden con los puntos

marcados las flechas en estos puntos se determinan por la siguiente expresión:La flecha en el inicio de la curva de transición es igual a f0/6*n y la flecha al final

de la curva de transición es igual a: f0-f0/6*n; donde f0- flecha de calculo de la curva de transición, n- numero de divisiones marcadas.

Ejemplo:Si f0=40 m y n= 4, tenemos para el punto de inicio de la curva de transición (Ts) que: F0/6*n=40/6*4=1.67 aproximadamente 2 mmLa flecha al final de la transición SCF0-f0/6*n=40-40/6*4=38 mmDespués de realizadas las mediciones, estas se llevan a una tabla (Vea tabla 5.10).En la columna #1 se escribe los puntos en que fue medida la curva.En la columna #2 se escriben las flechas naturales, obtenida por las mediciones.

Estos datos se trasladan gráfico de las flechas.Las flechas se suman y se comparan con la teórica si no se igualan, la curva se

encuentra deformada y debemos proceder a establecerla según diseño.Teniendo esto se procede a trazar la línea que representa el gráfico de las

flechas calculadas. El eje de esta línea debe entremezclarse con la línea de las flechas naturales. Esta línea se construye de tal forma de que ella en su mayor parte corte la línea de flechas naturales y en el tramo de la curva circular se trate de hacer paralela al eje de las abscisas y en los tramos de las curvas de transición con un ángulo de inclinación que depende de la longitud de la curva de transición y las flechas de calculo de la curva de transición. La flecha de calculo se determina por el gráfico. En los casos en que la línea horizontal del gráfico de la flecha de calculo se hace difícil hacerlo a ojo, la flecha de calculo de la curva circular se debe tomar igual al valor de la media aritmética de las flechas naturales.

Después de trazarse la línea de las flechas de calculo los datos obtenidos se pasan a la columna #3.

Veamos un ejemplo. Rectifiquemos una curva deformada con una longitud de desarrollo igual a 170 m incluyendo las dos curvas de transición. En el gráfico de las flechas naturales (vea figura 5.24) traza la primera variante de las flechas de proyecto. La escala que utilizaremos es la siguiente: por la horizontal 1 cm equivale a 10 m y por la vertical 1:1. Como eje del gráfico usamos una de las horizontales. Bajo el eje dejamos tres renglones para escribir las flechas naturales, calculadas y de proyecto, así como un renglón para colocar los puntos donde fueron medidas las flechas naturales.

En la columna 4 se escribe la diferencia entre las flechas calculadas y las naturales, indicando el signo que obtiene, si la flecha natural es mayor que la de

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calculo el signo que se obtiene es positivo, si ocurre viceversa el signo es negativo. La suma algebraica de la columna 4 debe ser igual a 0. (2-3).

En la columna 5 se escribe la suma algebraica de la diferencia de flechas, en el primer renglón se pone 0 y se suma este cero con el segundo renglón de esta columna y el resultado se escribe en la columna 5, este resultado se suma con el tercer renglón de la columna 4 y se escribe en la columna 5, y así de forma acumulativa (en al tabla se indica con una flecha), en el ultimo renglón deberá obtenerse 0. Después se suman los resultados de iguales signos y se halla la diferencia.

En la columna 6 se escribe de forma acumulativa la suma algebraica de la suma de diferencias de las flechas (semidesplazamiento calculados). En el segundo renglón se escribe 0 y se suma este renglón con el segundo de la columna 5 y el resultado se lleva a la columna 6, este resultado se suma con el resultado de la columna 5 de igual renglón y se lleva al renglón inferior de la columna 6 y así sucesivamente hasta llegar al final (se indica con una flecha en la tabla). El resultado de los semidesplazamientos deberá ser igual al total de la columna 5, lo cual se toma como control del cálculo de la columna 6.

Tabla 5.10

Este cálculo nos indica que la primera variante de las flechas de cálculo no nos satisface ya que no se cumple la condición de que los semidesplazamientos se regulan a 0 en el ultimo punto de la curva (en nuestro ejemplo se obtuvo –22). Para que esto se cumpla es necesario introducirle a la primera variante de las flechas de calculo algunas correcciones. La corrección de las flechas de calculo y por consiguiente los desplazamientos se realizan con la ayuda del gráfico de los semidesplazamientos (vea figura 5.25). Este gráfico se construye con la ayuda de la columna 6 con una escala horizontal igual a la del gráfico de las flechas y la vertical en los limites entre 1:1 y 1:10.

El sentido físico de este gráfico es que él caracterice la alineación de la ubicación de las curvas de calculo y naturales. Realmente, si se estima la curva de calculo, convirtiéndola en al eje de las abscisas y de ella trazar los semidesplazamientos, entonces obtenemos una planta algo exagerada de la curva natural. En nuestro caso el eje de las abscisas I-I del gráfico de los semidesplazamientos representa la curva de calculo estirada, las flechas de flexión que se escribieron en la columna 3; la curva del gráfico representa la posición de la curva natural. Este gráfico nos da una idea total de en cuanto fue buena la selección de la flecha de calculo. En el gráfico de los semidesplazamientos, representado en la figura 5.25, se observa que la curva del gráfico en el último punto de calculo está ubicada en una recta (punto 17) que no empalma con el eje de las abscisas y no toma una posición horizontal Pn este mismo gráfico se puede determinar en cuanto son aceptables los resultados obtenidos de los semidesplazamientos en dimensión y signo en cada punto.

Las flechas de calculo corregidas se llevan al gráfico de semidesplazamientos, trazando una nueva línea de proyecto (2), esta nueva línea de proyecto debe empalmar en el comienzo y final con la línea de semidesplazamiento (1) para que en el lugar que enlaza la curva con la recta el desplazamiento fuese igual a cero, es decir, esta línea debe comenzar en el eje I-I y terminar en la línea horizontal II-II que pasa a través del ultimo punto del gráfico. Entre el comienzo y el final la línea de proyecto (2) puede pasar como se desee (con pendientes y rampas). Esto depende de la dimensión de los desplazamientos que se deseen obtener. La distancia entere

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la línea de proyecto (2) hasta la línea de calculo de los semidesplazamientos (1) es la dimensión de los semidesplazamientos proyectados. La línea de proyecto no debe salirse de los limites de lo9s desplazamientos posibles (siguientes condiciones del lugar). Entonces los desplazamientos de proyecto serán en todos los lugares los permisibles.

Si la línea de proyecto se traza por debajo de la línea de los semidesplazamientos de calculo, el desplazamiento de proyecto tendrá un signo positivo, si es por encima tendrá un signo negativo (el desplazamiento positivo es hacia la parte de afuera de la curva, negativo es hacia adentro). En los puntos que se corten las dos líneas no se tiene que desplazar la vía. Esto significa que hay puntos de la curva que se mantienen inmóviles, la línea de proyecto debe pasar sobre ellos.

Los cambios de la línea de proyecto se trazan con el fin de acercarse a la línea de semidesplazamientos de calculo y por tanto para obtener los desplazamientos mínimos. Los cambios deberán coincidir con las dimensiones de la curva, lo que facilita los cálculos siguientes. Cada cambio es una corrección a las flechas de calculo (a la variante inicial de las flechas de proyecto), los cambios empinados se ubican en el centro de las curvas de transición y circular, lo que permite con mas uniformidad distribuir las correcciones obtenidas en los puntos.

La dimensión de las correcciones se determinan por la inclinación de la línea de proyecto con relación al eje I-I. La magnitud de la inclinación por la diferencia de las ordenadas en los puntos vecinos al cambio por la distancia entre estos puntos expresados en divisiones. Los valores obtenidos deben ser obligatoriamente números enteros. Así la dimensión de la inclinación de la línea de proyecto entre los puntos 1 y 4 será:

Las pendientes son positivas al elevarse y son negativas cuando bajan. Cuando se hallan las dimensiones de las pendientes por ellas se determinan la medida de la corrección a las flechas de calculo para cada cambio de la línea de proyecto. La corrección total en el punto de cambio de la línea de proyecto es la diferencia algebraica de los valores de las pendientes de los tramos anteriores y posteriores de la línea de proyecto. Así la corrección total en el punto 9 será igual a –6-0=-6, en el punto 13 igual a:

-3-(-6)=+3La suma de todas las correcciones debe ser siempre igual a 0 de otra forma se

viola la igualdad de la suma de flechas de proyecto y natural. En el ejemplo es: +3-3-6+3+2+1=0

La corrección total se escribe en el correspondiente renglón del gráfico de semidesplazamientos (vea figura 5.25, a), después en la columna 7 de la tabla. La corrección total casi siempre son dimensiones considerables por eso se deben distribuir en una serie de puntos simétricamente a ambos lados del punto de cambio. Esta distribución se hace en la columna 8 de la tabla. Es necesario tratar de que el paso de una a otra corrección sea muy brusco. Las diferencias de las variaciones de medida deben ser 1 ó 2 mm y no mayor de 3 mm. La distribución simétrica de la corrección total no varia la dirección general de la línea de proyecto y solo varia una fuerte inclinación del cambio por varios cambios suaves. En los puntos donde la curva no se desplaza, no se coloca corrección alguna. En la columna 9 se escriben los datos de la columna 3 con su correspondiente corrección de la columna 8 (3+8). Puede también suceder que en un mismo punto se lleven 2 y a veces 3 correcciones distribuidas en el ejemplo el punto 12. En tales casos la

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corrección en la flecha de cálculo será igual a la suma algebraica de las correcciones distribuidas para un mismo punto.

Las flechas de proyecto (de calculo mas las correcciones) no deben tener desviaciones que violen la estabilidad de la curva. Las desviaciones pueden suceder como resultado de una distribución desafortunada de las correcciones totales en las flechas de cálculo. Las flechas de proyecto que tienen tales desviaciones deben ser reguladas. A la flecha que tiene desviaciones le llevan una corrección básica par con su signo correspondiente. En función de mantener la suma de las flechas de proyecto, la corrección básica se compensa con una cantidad par de correcciones con el signo contrario, las cuales al sumarse deberán igualarse a la corrección básica. Las correcciones compensadas a las flechas de flexión se distribuyen en los puntos simétricamente distribuidas con relación al punto con la corrección base.En el ejemplo la suavidad de la curva no se viola introduciéndole las correcciones. Por los datos de la columna 9 se construye el gráfico de las flechas de proyecto (vea figura 5.24).

Las columnas 11, 12 y 13 se llevan de igual forma que las 4, 5 y 6.En la columna 14 se escriben los desplazamientos de proyecto, igual al doble de

los semidesplazamientos, es decir, el doble de los de la columna 13.5.5 Método de los diagramas angulares. 5.5.1 Construcción y análisis de los diagramas angulares de la curva.Para la ejecución del diagrama angular de las curvas existentes es necesario

conocer el ángulo entre la tangente inicial y las tangentes trazadas a la curva en una serie de puntos característicos, con frecuencia cada 20 m. Los datos iniciales para la determinación de los ángulos se establecen en el proceso de trabajo de campo. Para esto en el piquetaje se realiza el replanteo de la curva en tramos de 20 m, comenzando desde el punto a ciencia cierta ubicado antes del inicio de la curva.

Cada 100 m (piquete) y en las curvas de pequeño radio, cada 80 m e incluso cada 60 m se ubica la puesta del equipo óptico (tránsito o teodolito), con el cual se mide el ángulo entre estas cuerdas bases uniendo los puntos de puesta del instrumento (fig. 5.26 a). Con frecuencia para facilitar los trabajos de levantamiento y crear una base sólida para los replanteos de la curva, en una determinada distancia del eje de la vía se ubica un trazado llamado de marcaje. A cada 20 m utilizando una mira horizontal (vea fig. 5.27) se determina la distancia desde la cuerda base o del marcaje hasta la curva, con una flecha (f) (vea fig. 5.26 b). Los ángulos de la pendiente se determinan en el siguiente orden. Inicialmente se determinan los ángulos de inclinación de la cuerda base y la tangente inicial .

1=1 2= 1+ 2= 1+2 3= 1+ 2+ 3=2+3

y en general m= m-1+ m Este último valor del ángulo es igual al ángulo general de giro de la curva.

n= 1+ 2+ 3+…+n=

El arco que abarca cada cuerda base, está replanteada en tramos de 20 m, al final de los cuales se miden las flechas f1, f2, f3 y f4; perpendiculares a la cuerda base. El ángulo,entre cada cuerda de 20 m y la cuerda base se denomina y en ángulo buscado entre las cuerdas de 20 m y la tangente inicial se denomina .

Fig. 5.27 Levantamiento de una curva en planta

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Es obvio que

1=m-1

2=m-2

en general n=m-n

Tomando la longitud de cada cuerda de 20 m nos da un error relativo a la longitud real del arco de la curva de menos de 1: 2000 y sin mucha precisión, se puede decir que: sen1 = f1/ 20 sen2 = (f2-f1) / 20 o si determinamos que f2-f1=f2

obtenemos que: sen2 = f2 / 20 y en general senn =fn / 20 Ya que el ángulo es muy pequeño (no más de 5 a 6) con suficiente precisión

para el cálculo se puede tomar el seno del ángulo igual a su medida en radianes, es decir: Sen = f / 20

Entonces expresando todos los ángulos en la expresión para n en radianes, obtenemos n = m - (fn / 20)

Al proyectar la rectificación de una curva existente se hace una excepción, que consiste en que la curva existente en los limites de cada cuerda de 50 m tiene una correcta configuración. Entonces la tangente que se traza hacia el centro de la curva en los límites de la cuerda paralela a la cuerda, estirando esta cuerda y compone con la tangente inicial un ángulo que es la cuerda (vea fig. 5.28). Esta situación se estudia al confeccionarse los diagramas angulares.

Todos los cálculos para confeccionar el diagrama angular de las curvas existentes, deben realizarse con un determinado numero de signos, que garanticen la obtención de una alineación con una precisión hasta 0.01 m. Los cálculos se realizan por un expediente (tabla 5.11), en la parte izquierda se calculan las dimensiones necesarias para la confección del diagrama angular de la curva existente y en la parte derecha (comenzando en la columna 8), la selección de radios y la determinación de la rectificación.

FIG. 5.28. Angulo de inclinación de la cuerda de 20 m con la tangente inicial.

En la parte izquierda del expediente (vea tabla 5.11) se encuentran los datos de

campo: piquetes (columna 1) ángulo entre las cuerdas bases o entre campos en grados y en radianes en múltiplo de 20 (columna 2) y las flechas (columna 4 ). En caso de levantamiento por el eje, todas las flechas se aumentan en una dimensión constante. Sobre la base de estos datos se calculan los valores múltiplos de 20 de los ángulos rad.

Esto facilita el cálculo del área del diagrama angular de la curva existente en la columna 7 como la suma algebraica acumulada de los valores en la columna 6.

67

La secuencia de los cálculos en el expediente se toma de tal forma que nos permita paralelamente con el cálculo realizar un control de los mismos, lo que elimina la posibilidad del surgimiento de errores casuales. En la parte izquierda del expediente se realizan las comprobaciones.

1. El ultimo valor del ángulo , debe ser igual al ángulo de giro de toda la curva o en valores múltiplos de 20, el tomado en el expediente: 20rad = 20rad.

2. En los limites de cada cuerda base la suma de los f positivos debe ser igual a los f negativos y cada suma por separado deberá igualarse en valor absoluto al mayor en la flecha de la cuerda base dada.

3. La comprobación que garantiza que todos los cálculos estén sin errores en la parte izquierda de la tabla, se debe a que en los puntos de puesta del instrumento el área del diagrama angular de la curva existente debe ser igual a la dimensión n20rad (columna 3 en la tabla 5.11) hasta la puesta del instrumento dado. Aquí n, es la cantidad de tramos de 20 m en cada consiguiente cuerda base. Esta comprobación esta basada en que en los limites de cada cuerda de 20 m, la suma de f es igual a cero y por eso: (20rad - f) = 20rad = n20rad.

Para confeccionar los diagramas angulares (fig 5.29) es necesario ubicar por coordenadas los valores rad = rad - (f / 20). En el expediente se obtuvieron los valores de estos ángulos en múltiplos de 20. Para eliminar cálculos adicionales relacionados con la necesidad de dividir los datos de la columna 6 en 20, para confeccionar este diagrama utilizaremos una escala auxiliar que se diferencia en 20 veces de la escala base. Como escala generalmente utilizamos, en la horizontal 1:1000 y en la vertical 1 cm 0.02 radianes.

La escala que utilizaremos para los ángulos será de: 1 cm = 0.4 rad. Para esto en el eje de la ordenada del diagrama angular es conveniente utilizar dos escalas, una para la escala base y otra para la auxiliar. En el trazado de la ordenada se usan escalas mas detalladas graduación y una escala auxiliar preparada en un papel aparte. Los valores de los ángulos se colocan en el centro de cada veintena correspondiente ya que la dirección de la cuerda coincide con la tangente trazada hacia el centro de la curva en los tramos de 20 m (vea la fig 5.28).

Así el valor 20rad que se corresponde en el expediente con el piquete 251+ 00 se coloca en el piquete 250+ 90, el valor 20rad del piquete 251+20, se coloca en el piquete 251+10 y así sucesivamente. La última ordenada será colocada de tal forma que no quede en el punto final de las mediciones de campo, sino a 10 m a la izquierda. En el punto final de las mediciones de campo se coloca el total del ángulo de giro .

El primer valor de la ordenada (cero) puede ubicarse en el punto de comienzo de las mediciones de campo, entonces la distancia entre las dos primeras ordenadas es igual a 10m .La configuración del diagrama angular en la curva existente nos da la posibilidad de conocer su situación. La curva de la fig 5.30 a deformada, de lo que nos indica la configuración quebrada de su línea angular. Esta curva tiene unos cuantos radios promedios, cuya dimensión caracteriza la inclinación de la línea angular que se indica con una línea discontinua.

En la fig 5.30 b se muestra el diagrama angular de una curva deformada, compuesta de dos partes, que tienen distintos radios: en la primera mitad el radio es mayor y en la segunda menor. Estas curvas son las compuestas.

En el caso de la introducción en los limites de las curvas deformadas de tramos rectos en el diagrama surge un tramo horizontal (fig 5.30 c). Frecuentemente en el proceso de explotación al final de la curva surgen ángulos contrarios (fig 5.30d). Los tramos de transición tienen la configuración de una parábola cubica, en el diagrama

68

angular se muestran como un tramo curvo (fig 5.31), ya que el ángulo de giro en los limites de la transición crece proporcionalmente al cuadrado de la longitud

5.5.2 Selección del radio y determinación de la alineación al rectificar curvas existentes.

El radio debe ser seleccionado de tal forma que la posición de la curva deformada y la situación de proyecto pueda ser limitada de lo más racional posible en dimensiones y sentido con la rectificación. Cuando se selecciona el radio es necesario determinar en elementos de la curva, la posición exacta de ella en el piquetaje y la alineación de la curva existente. La línea angular de la curva proyectada debe garantizar:

1. La inscripción de la curva en el ángulo de giro dado, es decir la tangencia de las dos rectas.

2. Alcanzar la rectificación aceptable en dimensión y sentido.3. Selección de la curva de transición de tal longitud que pueda garantizar la

obtención de las rectificaciones finales, necesarias en el sentido y racional en la longitud.

La inscripción de la curva en un ángulo único será garantizada si la alineación en el punto final de las mediciones de campo es igual a cero y el ángulo de giro de la curva de radio seleccionado precisamente sea igual al ángulo de giro de la curva existente ya que la alineación en cada punto se expresa como el área del diagrama angular entre las líneas angulares de la curva existente y la seleccionada, por consiguiente para cumplimentar los requerimientos de inscripción de la curva seleccionada con el ángulo existente es necesario que en el punto del final de las mediciones de campo (vea en la fig 5.32) la diferencia de áreas del diagrama existente e y la seleccionada p sea igual a cero, es decir e-p=0 para lo que es necesario que e= p.

Calcular y comparar las áreas del diagrama angular para las diferentes variantes de la línea angular seleccionada seria muy engorroso y lento. Pero esto no es necesario ya que para la inscripción la curva correcta en un mismo ángulo de giro se puede utilizar la siguiente ley de la geometría.

Para la garantía de la inscripción es necesario que e, calculada en la parte izquierda del expediente, fuese igual a p (área del trapecio ACBB) (vea fig 5.32). El área ACBB se compone de un área del triángulo ACC y el polígono CBBC. Llamaremos BC a través de x tenemos:

p= ó p=

La dimensión es la línea promedio del trapecio ACBB´ ubicado en el

centro de la altura del trapecio, es decir, en la distancia del eje de la abscisa.

De tal forma independientemente de la magnitud del radio de la curva seleccionada, la condición de inscripción (e= p) será satisfecha si la línea media

del trapecio a la altura tenga una longitud ( ). Para esto la línea angular

debe ser trazada a través de un punto con coordenada

69

pero Xm se mide desde el final de las mediciones de campo

(punto B en la fig 5.32) e Ym= . A este punto se le nombra M (punto del medio

de la curva). La observancia del segundo requerimiento es la obtención de alineaciones deseables en dimensión y sentido, de la alineación se obtiene por la correspondiente selección de la línea angular de la curva proyectada.

La dimensión de la rectificación en el punto dado p se determina como la diferencia de área hasta este punto del diagrama angular de las curvas proyectadas p y existentes e.

p = p - e

FIG 5.32 Determinación de la situación del punto M y la utilización de los puntos de control.

El sentido de la alineación se determina por el signo de la diferencia de área en el diagrama angular de las curvas de proyecto y existente.

Si p > e ó p-e > 0 la evolvente de la curva de proyecto es mayor que la evolvente de la curva existente, la rectificación es positiva y se dirige al interior de la curva, es decir, ella es de un mismo sentido que el giro de la curva, si es una curva a la derecha la alineación es a la derecha y viceversa, si la curva es izquierda, la alineación es izquierda. (vea fig 5.33).

FIG 5.33 Determinación del sentido de la alineación.

La correlación de áreas y la curva seleccionada en cualquier punto p y e se determina sobre la base de la observación del diagrama angular de estas curvas y del expediente para su calculo. (Vea tabla 5.11).

De acuerdo con ello, la alineación mayor o menor se obtiene en los puntos de corte de las líneas angulares de las curvas existentes y de proyecto (los puntos 1,2,3 y 4 de la fig 5.32) ya que en esos mismos puntos la diferencia (p - e) toma los mayores y menores valores absolutos.

Los requisitos para la alineación dependen de las condiciones de proyección de las rectificaciones en la planta de la línea. En una serie de casos es racional mantener determinada direccionalidad de las alineaciones: de doble sentido o de un solo sentido.

La alineación en dos sentidos es racional cuando se requiere garantizar la alineación mínima en valor absoluto para que se ubique la vía rectificada sobre la explanada existente.

La alineación en un solo sentido es racional y a veces necesaria cuando no es deseable la destrucción de uno de los taludes debido a la introducción en el de reforzamiento una obra permanente, así como cuando se propone la obra de una segunda vía y todas las alineaciones deben hacerse del lado de la vía ampliada.

De esta forma, la alineación de doble sentido puede ser definida como deseable solamente en el caso de que se obtenga una dimensión absoluta no muy grande y no se requiera del aumento del ancho de la explanada, en caso continuo no seria deseable el aumento de la explanada en distintos lados de la explanada. Si no es posible obtener alineaciones pequeñas que no relacionen con su sentido es necesario que se den los sentidos de las alineaciones de forma que todas las ampliaciones de la explanada y la deformación de los taludes fuesen realizadas en una sola banda, donde ello sea más aceptable. La dimensión absoluta de las alineaciones en este caso frecuentemente se presenta mas que el primer caso.

70

Por fin, pueden presentarse casos en que en determinados puntos de la curva, sea necesario garantizar una alineación nula o muy cerca del cero. Tal solución puede tener lugar en el caso de que en la curva existan obras permanentes, a las cuales no les sea posible reconstruir, puentes pequeños, muros de contención, etc. (ejemplo en punto 5 en la fig 5.32). A veces para garantizar una alineación igual a cero, en un punto determinado, se toma la decisión de que en toda la longitud de la curva, se aumenta la alineación.

Por eso antes de proponer la ubicación de la línea angular de la curva proyectada se debe precisar los requerimientos de la alineación en cada caso concreto de la rectificación de la curva. Teniendo en cuenta que no se puede prever la dimensión y el sentido de las alineaciones, la selección del radio de la curva proyectada se realiza en varias tentativas.

La línea angular correspondiente a un determinado valor del radio de la curva seleccionada se realiza a través del punto medio (M) con un calculo tal que dentro de las posibilidades garantizar los requerimientos exigidos. El radio obtenido de esta forma puede ser determinado como:

R = (m), la longitud de la curva se determina a escala como se muestra en

la figura 5.32.La dimensión del radio obtenida debe ser redondeada con mas precisión,

mientras más grande es el ángulo de giro ya que cuando el ángulo es grande cualquier pequeña variación del radio puede llevarnos a una variación considerable de la alineación.

Se recomienda que con un ángulo de giro hasta el redondeo debe hacerse hasta 25 m y correspondientemente con un ángulo entre 10 y el redondeo es hasta 10 m. Con un ángulo entre 20 y el redondeo es hasta 5 m. Con un ángulo de más de , el redondeo es de 1 a 2 m

Por el valor redondeado del radio de proyecto Rp se determina la longitud de la curva proyectada Dp = Rprad y el valor del piquete del comienzo y final de la curva circular: piquete PC = piquete M - Dp /2, piquete PT = piquete M + Dp/2, donde piquete M = piquete B - Xm - valor en piquete del punto final de las mediciones de campo.

Para comprobar en cuanto es acertada la tentativa dada del valor del radio, se recomienda determinar la alineación solo para los puntos característicos llamados de control.

Estos puntos de control es racional proponerlos en los lugares de las alineaciones características en dimensión (puntos 1, 2, 3 y 4 de la fig 5.32) corte del diagrama angular de las curvas existentes y proyectadas) o en los puntos donde es necesario garantizar el dado(ejemplo la alineación nula en el punto 5 de la fig 5.32). Los puntos de control se seleccionan en los tramos de 20 m, ya que en estos puntos se calculan en el expediente las áreas del diagrama angular de la curva existente e.

Cuando se determinan las alineaciones en los puntos de control se tiene en cuenta el desplazamiento siguiente de la curva en el interior desde la instalación de la curva de transición . La alineación final en cualquier punto de la curva existente es igual a la suma algebraica de las alineaciones de la curva auxiliar y los desplazamientos de la curva de transición:

= p + (m)El desplazamiento de la curva de transición se determina por la distancia desde

TS hasta el punto dado en dependencia del lugar de ubicación.En la zona desde el TS hasta PC

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= (m)

En la zona desde el PC al PT

= p - (m)

En los limites de la curva circular desplazada

= p = (m)

Aquí l – es la longitud de la curva de transición. S – es la distancia desde el TS hasta el punto dado.

La influencia de la curva de transición se puede contar aproximadamente y cuando la aplicación de la línea angular de la curva circular, se inclina a que la alineación sin contar con que la curva de transición p, tienda a que la alineación sin contar con la curva de transición p sea dirigida hacia fuera de la curva y fuese igual al desplazamiento p aproximadamente. Para esto se recomienda llevar al diagrama angular de tal forma que el área rayada en la fig 5.32 fuese igual cada cual por separado al desplazamiento p.

La determinación de las alineaciones en los puntos de control es racional realizado en el expediente de la tabla 5.12.

TABLA 5.12 Expediente de calculo de las alineaciones en los puntos controles.

En el expediente se muestran los piquetajes de los puntos de control (col -1) y las áreas del diagrama angular de la curva existente hasta el punto de control dado e (col - 2), tomado de la columna 7 parte izquierda del expediente, llenado para la curva existente. En las columnas de la 3 a la 6 se calculan las áreas del diagrama angular de la curva proyectada.

En el tramo del PC al PT desde el punto A al B´ en la figura 5.32, el área del

diagrama angular se determina como el área del triángulo p = o teniendo

en cuenta = obtenemos p= denominando = q tendremos que:

p =K2 q

El área del diagrama angular de la curva proyectada a la derecha del punto PT (punto B´ de la figura 5.32) se determina por la expresión:

p = D2pq + X rad (m)

Dp - longitud de la curva circular proyectada. X - distancia desde el PT hasta el punto de control dado. rad - ángulo total de giro de la curva en radianes.

Para el cálculo del área del diagrama angular de la curva proyectada en la columna 3 se escribe la distancia D desde el PC hasta el punto determinado, ubicado en los limites de la curva circular y para los puntos ubicados a la derecha del PT la distancia X desde el PT hasta el punto observado. Por las áreas del diagrama angular de la curva proyectada obtenidas en la columna 6 y las áreas del diagrama angular de la curva existente, se obtienen los desplazamientos p sin

72

tener en cuenta la curva de transición (col 7). Después se propone la longitud de la curva de transición (l) y se determinan los puntos de inicio y terminación según el piquetaje. Conociendo la distancia desde el TS hasta el punto de control observado y la zona de la curva de transición en la que cae el punto dado, calculamos el desplazamiento de la curva de transición y después la alineación final en los puntos de control.

La dimensión y el sentido de la alineación en los puntos de control nos permiten conocer en cuanto es acertada la propuesta en la primera tentativa de selección del radio de la curva proyectada. Si la alineación en los puntos de control no satisfacen las condiciones establecidas, es necesario realizar otras tentativas, tomando otros valores en la longitud de la curva de transición u otra dimensión del radio de la curva circular.

El aumento de longitud de la curva de transición trae consigo mayor corrimiento hacia el interior de la curva. Esta situación puede ser utilizada para disminuir la alineación dirigida hacia fuera o al contrario aumentar en caso necesario la alineación hacia adentro de la curva.

Al contrario, cuando no es deseable realizar las alineaciones dirigidas hacia el interior de la curva o si se desea disminuirlas, se puede utilizar una curva de transición más pequeña, pero nunca menor que la permisible por las normas.

Las alineaciones reguladas en dimensión y sentido utilizando las variaciones en la longitud de las curvas de transición son posibles en limites comparablemente pequeños.

Además hay casos extremos en que no se puede aumentar la longitud de la transición.

Entonces tenemos que variar el radio de la curva circular, proponiendo nuevas ubicaciones de la línea angular de la curva proyectada repitiendo todo el cálculo de nuevo.

La cuestión de que hacia que lugar se deba variar el radio de la curva para obtener la alineación necesaria en sentido y dimensión se resuelve sobre la base de la comparación de las áreas de los diagramas angulares de las curvas existentes y de proyecto. Así en la figura 5.34 en la parte izquierda de la curva (sección a - a) p > e y la alineación se hará hacia la derecha (al interior de la curva). Se puede disminuir esto solo con la variación del radio de la curva circular, ya que la curva de transición, al ubicar la curva circular hacia el interior aumenta mas su alineación a la derecha (interior de la curva). Por consiguiente para la disminución de las alineaciones, dirigidos hacia el interior de la curva es necesario disminuir el área p, que se puede obtener disminuyendo el radio de la curva circular (R2< R1).

De todas las tentativas de la selección del radio por puntos de control, en los cálculos próximos utilizaremos un calculo mucho mas acertado y solo conforme con ello en la parte derecha del expediente de calculo de la curva se produce la determinación de las alineaciones en todos los tramos de 20 m de la curva dada.

En la parte derecha del expediente se calcula el área del diagrama angular de la curva seleccionada por la expresión p= D2q ó la sumatoria paulatina del incremento del área del diagrama angular en los limites de cada tramo de 20 m siguiente.

Antes de determinar la alineación en todos los tramos de 20 m, es necesario estar seguro que se han observado las condiciones principales de la inscripción de la curva con un ángulo de giro común: (e= p).

La magnitud de la alineación sin contar con la curva de transición (columna 15 del expediente) se determina como la diferencia entre p - e y la dirección de las alineaciones según el signo de esta diferencia. Para determinar los

73

desplazamientos de la curva de transición es necesario determinar la distancia entre TS hasta el final de cada 20 m aledaño a él y después calcular el desplazamiento en dependencia de la zona en la que cae el tramo de 20 m dado.

Las alineaciones finales obtenidas, iguales a la suma algebraica de las alineaciones de la circular y de los desplazamientos de la transición, deben ser de nuevo sometidos al análisis crítico desde el punto de vista de la posibilidad de disminución de sus dimensiones o la variación de la dirección en primer orden por la variación de la longitud de la transición.

La selección del radio y la determinación de las alineaciones con el método de los diagramas angulares antes mencionados, requiere de muchas tentativas por lo complejo que resulta sus cálculos, antes de obtener las alineaciones necesarias en sentido y dimensión. En tales casos la solución de esta tarea puede ser facilitada con la utilización del método de la planta exagerada.

5.6 Método de la planta hiperbólica.El método de la planta hiperbólica es un desarrollo del método de los diagramas

angulares, garantiza la facilidad de construir y calcular, permitiendo que a ojo se pueda solucionar el problema de la selección de ángulos sin realizar con ello las repeticiones de los cálculos.

En la fase del método de la planta hiperbólica se encuentra el principio del método gráfico - analítico de las parábolas. Este método se basa en la toma de alineaciones corregidas y de elementos de la curva obtenidos como resultado de la primera variante del calculo realizado por el método de los diagramas angulares. Para el cálculo de la curva es necesario anticipadamente señalar en las primeras aproximaciones el radio de la curva y determinar para ello la alineación por el método del diagrama angular o por cualquier otro método.

La esencia del método consiste en lo siguiente:Tengamos una curva deformada (figura 5.35 a). Por el método de los diagramas

angulares en calidad de la primera tentativa se toma la curva de radio y las alineaciones positivas y dirigidas hacia el centro que se obtuvieron (sin tener en cuenta la curva de transición). Si acordamos que el eje de la curva sea el eje de las abscisas (figura 5.35 b) podemos trazar, a escala definida, la alineación obtenida construyendo el gráfico de las alineaciones (en nuestro caso la alineación se traza arriba del eje . Para variar la dimensión o el sentido de las alineaciones obtenidas, es necesario variar el radio de la curva, en el caso dado disminuir el radio hasta la dimensión r < .

Entonces la alineación de la curva existente en relación con la nueva curva de radio r será igual a r = p -N, donde N es la normal a la abscisa, distancia entre las curvas de radio y r. Determinando como será indicado más adelante, esta distancia en cada uno de los puntos de la curva, se obtendrá la planta hiperbólica de la curva de radio r con relación a la curva de radio (en líneas discontinuas en la fig 5.35 b).

Tomando esta misma escala vertical igual a la del gráfico de las alineaciones e introduciendo la planta hiperbólica en el gráfico de las alineaciones se puede en forma gráfica determinar la diferencia entre p y N, en cualquier punto o la alineación de la curva existente en relación con la curva de radio r ( r en la fig 5.35 b).

Como será mostrado más adelante, la confección de la planta hiperbólica para los distintos radios seleccionados o corregidos de las curvas proyectadas no se conjugan en la necesidad de realizar cálculos adicionales. Por eso se puede comprobar grandes cantidades de variantes para la selección del radio directamente por el gráfico de las alineaciones controlando las alineaciones obtenidas para cada radio.

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5.6.1 Confección de la planta hiperbólica.La confección de la planta hiperbólica se realiza de forma diferente en

dependencia de la correlación de los radios de las curvas de diseño y la seleccionada. Aceptando el siguiente sistema de denominación:

- radio de la curva, valorada en calidad de primera tentativa del diagrama angular r.R - los radios de las curvas de proyecto seleccionados y teniendo en cuenta que r < , R > en dependencia de que a cual lado de la curva varia el radio de la curva corregida en comparación con el radio de la curva inicial.

Estas correlaciones determinan dos casos.

Caso 1, cuando r < Caso 2, cuando R >

Es racional mantener una determinada ley de signos. Con la utilización del diagrama angular en calidad de dibujo de apoyo para la determinación de la dirección de las alineaciones por diferencia de áreas del diagrama angular p y de la curva dato y la corregida se recomienda en todos los casos calcular el área p

limitado por la línea angular , el área limitada por la línea angular de la curva existente o las curvas r o R, = p - .

En estos casos la alineación positiva, tal como ya observamos en el método de los diagramas angulares, se corresponderá con las alineaciones dirigidas al centro (al interior de la curva) y negativa hacia fuera de la curva. El área del diagrama angular ubicado entre las líneas angulares y distribuidas bajo la línea angular de la curva dada , será el incremento positivo de las alineaciones y el área ubicada sobre la línea angular será negativa. Los corrimientos positivos se colocan en la planta hiperbólica en la parte superior y las negativas en la parte inferior del eje .

Caso 1 (r < ) para la obtención de las alineaciones deseadas en sentido y dimensión se debe disminuir el radio de la curva corregida en comparación con el radio inicial denominado como la primera tentativa. Para la construcción de la planta hiperbólica es necesario determinar la distancia N entre las curvas de radio y r. Estas distancias se determinan (figura 5.36 a).a) En el tramo desde PCp hasta el PCr, como la distancia desde la recta (tangente)

hasta la curva de radio determinada por el área del diagrama angular, como se muestra en la fig 5.36 b (a, b y c).

b) En el tramo entre PCr y PTr, como la diferencia entre las distancias desde la recta hasta la curva de radio y desde la recta hasta la curva de radio r (área sombreada acdf).

La distancia N en el tramo PCp - PCr se determina por el área del diagrama angular del radio .

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Donde K - coordenada variable, distancia desde PCp hasta el punto. Denominado

= qk obtendremos que N= K2qk es decir, la distancia entre las curvas

observadas varia según la ley de la parábola cuadrada con un coeficiente constante qk.

En el tramo desde PCr hasta PTr el incremento de la distancia entre las curvas y r (contando desde el punto M hacia los puntos PCr y PTr) se determinan como:

N = ( ) = K2 qc donde: = ( )

De las ecuaciones anteriores se desprende que el coeficiente de las parábolas de la planta hiperbólica numéricamente es igual a la mitad de la diferencia entre las curvas corregidas r y la inicial .

En el tramo desde PCp hasta PCr esta situación incluso es correcta si se tiene en cuenta que la curvatura de la curva de radio r en este tramo es igual a:

qk=

Para construir las parábolas de la planta hiperbólica se debe conocer el coeficiente de las parábolas extremas qk y la central, ó parábola de acople

qc. En la practica para construir el gráfico de la planta hiperbólica se usan plantillas parabólicas de material transparente con distintos coeficientes q.

En el caso analizado (r<) se usa el siguiente orden:a) Se obtiene el coeficiente de las parábolas extremas qk a partir del radio

conocido del diagrama angular y del complejo de plantillas se halla la que responda a este qk.

b) Seleccionada la plantilla de la parábola extrema se coloca el vértice en el punto PCp y en el punto PTp. Estos puntos también son conocidos por el calculo previo en el método de los diagramas angulares. El eje de las parábolas debe ubicarse verticalmente. Por la plantilla se traza la planta hiperbólica en el tramo del PCp hasta el PCr y del PTp hasta el PTr.

c) Se traza la parábola de acople, que deberá unirse a las parábolas extremas en los puntos correspondientes a los PCr y PTk.

Por el radio dado que determina los coeficientes de las parábolas extremas y la situación de sus vértices, cumplimentando las condiciones que se exigen en el punto C, se puede trazar la parábola de acople. Cada una de estas parábolas se corresponderá con determinado valor del radio de la curva corregida r. Este radio puede ser determinado de la expresión para el coeficiente de la parábola de acople, ya que:

qc= r= (m)

La situación de los puntos de contacto de la parábola de acople con las extremas correspondientes a PCr y PTr para el radio r dado, debe ser precisado analíticamente, por vía de la determinación de la distancia desde el PCp

conocido(del diagrama angular) hasta PCr:

(m)

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La ordenada del punto de contacto de las parábolas de acople y extremas es igual a:

La selección de la parábola de acople y por consiguiente el radio r, se realiza a partir de las condiciones de obtención de las alineaciones requeridas tanto en dimensión como en dirección ó la solución de otros problemas que surjan en cada caso concreto.

El orden a seguir en la selección del radio de la curva para el caso r< se indica en la figura 5.37a. En calidad de tentativa inicial por el diagrama angular es una curva de radio =555 m con el inicio PCp y el final PTp. Para este radio las alineaciones positivas (se dirigen hacia el centro) y llegan a tener dimensiones considerables (vea gráfico de las alineaciones, en la cual las alineaciones positivas se ubican hacia arriba, de acuerdo con la ley de signos establecidos). Para disminuir las alineaciones es necesario tomar el menor radio r < .

El coeficiente de las parábolas extremas qk=

Seleccionando en el juego de plantilla la necesaria se trazan las parábolas extremas como se indica en la fig 5.37 a.

La selección de las parábolas de acople se produce para obtener la mayor coincidencia con el gráfico de las alineaciones, lo que nos lleva a los valores mínimos de alineación de la curva existente en relación con la curva seleccionada r ya que .

La primera () y la segunda tentativas aunque nos llevan a una disminución de alineación considerable no pueden ser considerados los mejores.

La tercera tentativa nos da una mejor coincidencia de las parábolas de acople con el gráfico de las alineaciones y un valor menor, los cuales se determinan gráficamente en la figura).

El valor del radio de la curva seleccionada es:

El caso 2 (R> ) tiene lugar, cuando para la obtención de las alineaciones en dirección y dimensión, el radio de las curvas corregidas se requiere aumentar en relación con el inicial. En este caso la planta hiperbólica al igual que en el caso (r<) se compone de tramos con dos parábolas extremas y una de acople. Sin embargo en contradicción con el primero el coeficiente de las parábolas extremas, así como la posición de sus vértices se corresponden con los puntos PCr y PTr (figura 5.38) que no pueden ser hallados tan fácilmente ya que está en función de un radio desconocido R que se debe determinar en el proceso de solución del problema.

Por eso cuando R> , la construcción de la planta hiperbólica comienza con la selección de la parábola de acople y de la mejor forma satisfacer las condiciones exigidas (dimensión y dirección de la alineación). La posición de la parábola de acople con el dato qc en la planta hiperbólica se establece con mucha precisión a la distancia H entre las curvas de radios y R, en el punto medio PM que no es mas que la diferencia de bisectrices (fig. 5.38 a). Cuando no varia el radio esta distancia será determinada solo por el valor del radio seleccionado R y puede ser hallado por el diagrama angular figura 5.38 b como el área sombreada.

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(m)

donde:S - es la mitad del desarrollo de la curva , es decir, la distancia entre el y

ya que en el caso dado , la ley de los signos aceptada para los desplazamientos, e incluso la diferencia de bisectrices H, será negativos y se ubicaron abajo del eje .

De esta forma cuando R> hay que tomar el siguiente orden para confeccionar la planta hiperbólica.1. Se define la primera tentativa de selección de la parábola de acople con

determinado qc, con el cual se determina, por la formula anterior la distancia H.2. La parábola de acople se traza a la distancia H del eje (fig. 5.38 b) y con su

ubicación el gráfico de las alineaciones se logra determinar la dimensión de las alineaciones, que se obtienen en la tentativa dada.

3. Si las condiciones establecidas son cumplidas y obtenidos los requerimientos de la alineación, se determina el radio R que se corresponde con el valor de qc de la parábola de acople elegido.

4. Con el radio R hallado se determina el coeficiente de las parábolas extremas y después se trazan las parábolas extremas para que los puntos de enlace con la parábola de acople se correspondan con la posición de PC y PT y el vértice cruce el eje . La posición de los vértices de las parábolas extremas determina el punto de comienzo y final de la curva de radio R-PC r y PTr. La posición de los puntos PCr y PTr se precisa de forma analítica con la determinación de la distancia

En la fig. 5.39 se muestra un ejemplo de la selección del radio de la curva para el caso R>. Sea como resultado del cálculo del método de los diagramas angulares relacionado con el radio =500 m obtenido por la alineación negativa (dirigido hacia el vértice) trazados en el gráfico de la alineación por debajo del eje .

Se requiere disminuir la alineación y obtener el mínimo(cercano a cero) de alineación en el punto donde esta ubicado el puente. Para cumplimentar las condiciones establecidas (no contando con la curva de transición), es necesario aumentar el radio en comparación con .

En calidad de primera tentativa se toma la parábola de acople con qc=0.00009. La longitud de la curva de radio (por el diagrama angular) es de 256 m, entonces

m y la distancia por la bisectriz entre las curvas R y será:

Después de trazar la parábola de acople tomada, en el gráfico de las alineaciones observamos que la primera tentativa no nos llevo a los resultados

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requeridos, la alineación aumento pero en el punto de ubicación del puente la alineación es demasiado grande.

Para la segunda tentativa se toma la parábola con qc=0.000054Entonces:

La alineación r con esto disminuye en la dimensión absoluta pero toma dos direcciones. En el puente el gráfico de las alineaciones y la planta hiperbólica se cruzan, por consiguiente la alineación es igual a cero.

La parábola obtenida se corresponde con el radio.

El coeficiente de las parábolas extremas es:

La distancia X se determina como:

donde 0.50905 es el ángulo de la curva en radianes.

Utilizando la ley de los signos aceptada y ubicando los desplazamientos positivos hacia arriba y los negativos hacia abajo del eje por la configuración del gráfico de las alineaciones se puede determinar hacia que lado debe ser cambiado el radio para disminuir los desplazamientos.

a) Si el gráfico es positivo (hacia arriba del eje ) r<.b) Si el gráfico es negativo (hacia abajo del eje ) R>.

En la figura 5.40 b se muestra el gráfico de los desplazamientos que tienen diferentes signos. En la parte izquierda el radio debe ser aumentado y en la derecha disminuido en comparación con . Esto significa que la curva es compuesta.

La planta hiperbólica de las curvas compuestas se construye igual que para la curva simple en dependencia de la correlación de y los radios corregidos.

En calidad de ejemplo se muestra la construcción de la planta hiperbólica de la curva compuesta (fig.5.40).

En la parte derecha el diagrama angular es cortado por el radio cuya dimensión es conocida. La construcción comienza desde la parábola extrema de la derecha

con un coeficiente y el vértice en el punto PT (1 caso r<).

En la parte izquierda de las condiciones de la obtención de alineaciones optimas, al comienzo se selecciona la parábola de acople, cuyo vértice se ubica a la distancia H del eje de y por el coeficiente de esta parábola qc se determina el radio R. Después se selecciona la parábola de acople en la parte derecha para obtener la alineación requerida en esta parte de la curva y garantizar el empalme de

79

esta parábola con la extrema de la parte derecha y la primera de acople. Al final se traza la parábola extrema con coeficiente

=

El orden del cálculo de las curvas compuestas contando con las curvas de

transición se expresa mas adelante. 5.6.2 Mantenimiento de la vía con carril sin junta (carril largo soldado).La particularidad fundamental del trabajo en la vía sin juntas es la presencia en

los carriles de las cargas longitudinales(de tracción ó contracción de las bandas de carril) que surgen debido a que los carriles no pueden variar su longitud por cualquier variación de la temperatura. Estas cargas y sus correspondientes tensiones son mayores a medida que la temperatura del carril en un tiempo determinado se diferencie de su temperatura al unirlos en la vía. La tensión (en Mpa) puede ser establecida por la expresión:

=2,5t

donde: 2.5 tensión que surge en la banda de carriles al variar la temperatura en 1C(Mpa).

t- diferencia entre la temperatura del carril y la temperatura en el periodo de empate de la banda de carril en C.

Así, si el carril P50 su temperatura es de 20C, la tensión =2.5 20 = 50 MPa. Por eso en el proceso de mantenimiento y reparación de la vía, es necesario tener en cuenta esta diferencia de temperaturas.

En los días de verano muy calurosos hay que observar con mayor rigor la situación en planta. En los lugares donde se detecten desviaciones de la correcta situación de la vía en planta se miden las flechas con una cuerda de 20 m. Las desviaciones locales se permiten en no mayor de 5 mm con velocidad de movimiento hasta 140 kph y en 4 mm con velocidades mayores de 140 kph, con la condición de que el crecimiento paulatino sea no mayor de 1 mm por cada metro de longitud de la banda de carril. En tiempos fríos se observan en primer lugar la situación de las soldaduras y a 1 m a cada lado de la junta soldada.

Tipo de trabajoTipo de traviesa

Altura limite del levante o dimensión del

corrimiento lateral en la alineación

(cm)

Aumento de temperatura permisible de Los carriles en °C con relación a

la temperatura de colocación

Rectas

Curvas

R= 800 m y mayor

R= 500 a799 m

1 2 3 4 5 6Rectificación de juntas bajas, baches y golpes

levantando la vía con gatos

Madera y hormigón

2 20 15 10

Alineación de la vía con herramientas hidráulicas

II 1 15 15 15

Levante de vías con gatos II 6 15 10 5Esqueletizado del balasto

hasta el nivel de la base de la traviesa en una longitud

de hasta 25 m

Madera 0 15 10 5

Hormigón 0 20 15 5

80

Tabla 5.13 Aumento de temperatura permisible de los carriles en los trabajos de vía.Constantemente hay que observar que se garantice la necesaria tensión de los

tornillos de las juntas y para que el carril se asiente firmemente en las sillas.Los tornillos de las fijaciones y las juntas se deben chequear si están bien

apretadas ó no, golpeándose y de estar sueltos apretarlos. El esfuerzo de apriete debe corresponderse con un momento torsor igual a 150-180 N-m, comprobándose con una llave de torque. Especialmente se debe mantener el prisma de balasto: no se permite que el balasto se deslice del hombre, el aumento de la pendiente del talud y un hombro menor de 25 cm.

Si la temperatura de la banda de carril es superior a la temperatura indicada en la tabla 5.11, los trabajos que se relacionen con el debilitamiento de la resistencia al desplazamiento lateral o vertical (formación de jorobas, codos, baches, juntas bajas, etc.). Si es necesario ejecutar estos trabajos con la temperatura del carril que sobrepase la temperatura de colocación mayor que la indicada en al tabla 5.11 antes del comienzo se liberan las tensiones de temperatura en las bandas de carriles, es decir se descarga la tensión.

Con la temperatura de los carriles superior a la temperatura de colocación en menos de 15ºC, los trabajos que se relacionan con el debilitamiento de la estabilidad de la vía se permite realizar pero se debe observar lo siguiente: rectificar la vía en el plano vertical en una dimensión de hasta 10 mm se puede solo en la colocación o cambio de platina entre las traviesas y el carril, los gatos se deben colocar verticalmente para que el campo no se deslice hacia los lados, el esqueletizado del balasto se permite en no mas de 5 traviesas continuas, antes del esqueletizado de los cajones de balastos vecinos, deben rellenarse los que están ya esqueletizados y los hombros de balastos, regular el prisma de balasto y compactarlo. El cambio de traviesas, sillas, presillas y tornillos, arandelas de presión cuando la temperatura de la banda de carriles es superior a la temperatura de colocación en 15ºC o más puede realizarse al mismo tiempo en menos de 10 traviesas.

No se debe aflojar o trabajar en las juntas de los extremos del carril soldado así como en las juntas entre los carriles de transición o de temperatura, en evitación del cambio de las calas establecidas debido a una temperatura diferente a la temperatura de colocación. En caso necesario se permite el zafado de las juntas en temperatura que se diferencien de la temperatura de colocación en no mas de 20º. Cuando esto sucede es conveniente esperar la variación de las calas en 1 cm. Para restaurar las calas a su dimensión normal se permite liberar de fijaciones entre 40 y 50 m en ambos extremos de la banda de carril y después de variada la cala se vuelve a fijar.

5.7 Mantenimiento a las vías con sistemas de bloqueo, de transición eléctrica o centralización.En las líneas con bloqueo y con tracción eléctrica el mantenimiento de la vía

tiene sus especificaciones relacionadas con la introducción de semáforos, circuitos eléctricos postes de electricidad, obras de la señalización y la centralización con la utilización del carril como conductor de la electricidad.

En la figura 5.41 se muestra un esquema sencillo de un circuito de carrilera en los tramos con señalización. Este circuito incluye los dos carriles 3 y 4, los cables y los alambres, fuente de alimentación 1 (acumulador, transformador rectificador de voltaje), que limita la resistencia regulada 2 y el reloj de vía 5.

81

El circuito de carrilera se limita por las juntas aislantes. En el resto de las juntas, las mordazas y el carril para que haya una mayor transmisión de electricidad se lubrica con grasa grafitada el área de contacto mordaza- carril.

El trabajo normal de un circuito de carrilera debe garantizarse con el mantenimiento de los tornillos los cuales deben mantenerse bien apretados.

El balasto contaminado debe ser periódicamente cambiado o limpiado velar por el estado de los drenajes. La parte superior del balasto en los tramos con sistema de señalización se debe mantener por debajo del patín del carril en no menos de 30 mm para evitar que se produzcan cortos circuitos.

En los lugares donde colocadas anclas el balasto debe estar a no menos de 30 mm por debajo del ancla.

Las traviesas de madera con defectos deben ser cambiadas y colocar de nuevo traviesas nuevas o viejas en buen estado técnico, con instalaciones eléctricas y señalizaciones, deben ser avisados los trabajadores de esta rama para que participen en esta actividad.

No se permite cambiar carriles en ambas bandas al mismo tiempo excepto cuando se cambian campos completos.

Cuando se reclava la vía se repara la pendiente transversal del carril se regulan las juntas o se corren las bandas del carril, se vela porque no se rompa el normal trabajo y la integridad de los circuitos de carrilera. Para la medición del ancho de la carrilera se utilizan cartabones aislados. Cuando se corren las bandas se observa que las juntas están en correcto estado.

En las conexiones centralizadas constantemente se vela por la estabilidad del acople de la aguja con el carril de guardia, así como por la integridad de su aislamiento y conducción.

Los trabajos en los cuales haya que cambiar las barras de tiro cualquiera de las partes metálicas de la conexión, una conexión completa o trabajos de soldadura deben ser coordinados con los técnicos de la actividad de señalización y electrificación.

5.8 Regulación de las juntas y corrimiento de bandas.La regulación de las juntas se realiza cuando existen tres calas abiertas o

topadas en serie (para carriles de 12.5 m), si existen calas no se consideran normales para determinada temperatura. El trabajo se realiza sin cortar la circulación de trenes.

Cuando para llevar las calas a una situación normal se requiere cortar la banda de carril se realiza un corrimiento de banda. El corrimiento de banda se ejecuta también para liquidar el desplazamiento longitudinal de las bandas de carriles, cuando en un tramo este desplazamiento con relación a la banda siguiente tiene una longitud mayor de 8 cm en los tramos rectos y en las curvas mayor de esta longitud más la mitad del acortamiento estándar de los carriles. La dimensión del corte del carril cuando se corre la vía no debe ser mayor de 175 mm en un solo lugar.

Antes de comenzar la regulación o el corrimiento las calas se miden con una plantilla especial graduada (vea figura 5,43). Esta plantilla se introduce en la cala en al borde exterior y en el centro de la corona del carril como se muestra en la figura 5.43 b, esto se realiza de esta forma para no obtener errores en la medición por desgaste del carril o formación de rebaba en el borde de trabajo.

Las calas se miden cuando la temperatura del carril no pueda variar bruscamente. La medición se inicia en la junta que no tiene que ser regulada y cuya situación puede catalogarse de correcta, estas juntas pueden estar en las conexiones que limita el tramo.

82

Las calas se miden en cada borde por separado y el resultado se pasa a la Tabla 5.13 (expediente de las regulaciones) y 5.14 en los cuales se calculan las mediciones y las calas normales y se determinan los corrimientos de los carriles.

El análisis de los expedientes nos lleva a las siguientes conclusiones:1. En el tramo analizado no es necesario cortar la banda de carril ya que los

corrimientos necesarios en ningún lugar se sobrepasa de 20 mm. La construcción de la junta permite esta cala. Por eso para llevar las calas a una situación normal es suficiente realizar su regulación.

2. La regulación hay que realizarla pues en el tramo hay tres juntas topadas seguidas (7, 8 y 9).

3. Entre las juntas la suma de las calas medidas y las calas normales son iguales entre si (1, 4 y 26). Esto indica que las juntas están correctas y no es necesario correr los carriles contiguos. Las juntas dadas en tramos limites dentro de los cuales debe ser realizada la regulación de las calas.

Punto kilométrico

Nro de la

junta

Medición de

las calas

en mm

Acumulado de la medi-ción de

calas en mm

Acumulación de las

calas norma

les

Corri miento necesario en

mm

Punto kilométrico

Nro de la

junta

Medición de

las calas

en mm

Acumulado de la medi-ción de

calas en mm

Acumulación de las

calas norma

les

Corri miento necesario en

mm

254 1 6 6 6 0 14 10 68 84 -162 10 16 12 +4 15 9 77 90 -133 3 19 18 +1 16 5 82 96 -144 5 24 24 0 17 0 82 102 -205 5 29 30 -1 18 12 94 108 -146 10 39 36 +3 19 9 103 114 -117 0 39 42 -3 20 8 111 120 -98 0 39 48 -9 21 6 117 126 -99 0 39 54 -15 22 6 123 132 -9

10 8 47 60 -13 23 10 133 138 -511 7 54 66 -12 24 6 139 144 -512 2 56 72 -16 25 8 147 150 -313 2 58 78 -20 26 9 156 156 0

Observación: La temperatura del carril +21C, carriles de 25 m de largo, la cala normal para la temperatura es 6 mm.

Tabla 5.14 Expediente de regulación de calas.

Si se requiere del corrimiento de calas al expediente para el cálculo de calas se le añade 2 columnas. En una columna se colocan los números de banda entre cortes y en la otra la cantidad de cortes en las juntas entre bandas.

La dimensión de los cortes se forma de los valores absolutos de los corrimientos de los carriles contiguos y la dimensión de la cala medida en la junta del corte de la banda. La variación del signo de la dimensión del corrimiento de positivo a negativo o a la inversa nos indica la variación de la dirección del corrimiento de las bandas.

Para representar en un plano el trabajo del corrimiento de calas sobre la base de la tabla 5.14 se construye un gráfico de los corrimientos (regulación) de las calas (figura 5.44). Del gráfico se puede observar que en el tramo OD la línea de calas medidas acumuladas (línea continua) va mas inclinada que la línea de las calas normales acumuladas (línea discontinua), esto significa que aquí las calas reales en las juntas son mayores que las normales.

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Km JuntaMedición de

calas en mm

Acumulado de calas

medidas en mm

Acumulado de calas

normales en mm

Corri miento necesar

io del carril en

mm

Número de banda

Dimensión del corte

entre bandas en

mm

Observaciones

301 1 12 12 6 +6

1 29+17=46

Temperatura del carril +24C, carril de 25 m de longitud,

cala normal de 6 mm.

2 12 24 12 +123 15 39 18 +214 14 53 24 +295 17 70 30 +406 12 82 36 +46

2 63+9=727 11 93 42 +518 14 107 48 +599 10 117 54 +63

10 9 126 60 +6611 12 138 66 +72

3 95+12=107

12 12 150 72 +7813 16 166 78 +8814 13 179 84 +9515 12 191 90 +101 --- --- ---

Tabla 5.15

En el tramo DAC la línea continua va menos inclinada que la discontinua, por consiguiente entre las calas 15 y 16 las calas medidas son menos que las normales. En el tramo BC las cala medidas son mayores que las normales y por eso la línea continua va mas inclinada que la discontinua. De los gráficos se puede ver que la línea continua corta a la discontinua en los puntos 45 y en los 70 ambas líneas se unen, lo que nos indica la igualdad en los puntos dados de las sumatorias de las normales y medidas en las juntas.

El trabajo de los corrimientos comienza desde las juntas donde la dimensión real de las calas supera las normales, es decir, con calas abiertas. Para el ejemplo dado en el tramo ODA el trabajo se debe comenzar desde la primera banda desde la cala 1 hasta la cala 15 y moverse hacia el lado indicado en el gráfico de las flechas. En el tramo ABC el trabajo deberá comenzar desde la ultima banda de la cala 70 hasta la 65 y moverse hacia el lado de la junta 45.

La dimensión del corrimiento del carril en cada junta puede ser establecida por el gráfico de corrimiento de las calas como la diferencia entre las coordenadas de las líneas de las calas acumuladas normales y reales. Si la línea de las calas acumuladas medidas no se corta con la línea de las calas acumuladas normales esto significa que cuando la colocación de los carriles, las calas fueron incorrectamente establecidas. En este caso se permite que la dimensión de la cala normal sea variada en una longitud de mas de 1.5 mm.

En el gráfico de desplazamientos de las calas para una banda de carril es recomendable superponer el gráfico de los corrimientos de las calas para la otra banda de carril. Esto permite anticipadamente establecer la dimensión del corrimiento de las juntas de una banda contra la otra y mostrar las juntas donde no existen esos desplazamientos. La dimensión del desplazamiento se determina como la diferencia de las coordenadas de la línea de las calas medidas acumuladas de una y otra banda, siempre que los carriles sean de iguales dimensiones.

Para determinar el desplazamiento que dependa de la longitud del carril es necesario que de la dimensión del desplazamiento real se reste la diferencia de las

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calas medidas acumuladas de ambas bandas. En la junta donde la dimensión de esta diferencia sobrepase el desplazamiento permisible de las calas se seleccionan y se recolocan los carriles.

La regulación de las calas se realiza sin cortar la carrilera en el intervalo entre

trenes. El lugar de trabajo se protege con bandas o estandartes de parada y estableciendo una precaución a los trenes de parar en el lugar de ubicación de la bandera y continuar la marcha si no existe el estandarte. El trabajo se realiza con equipos hidráulicos especializados RN-01 ó RN-02 y en algunos casos con martinetes.

Antes de abrir el paso a los trenes los gatos y cualquier otro equipo son colocadas las herramientas utilizadas a una distancia tal que no afecte el gálibo y los clavos se reclavan.

Si la dimensión del desplazamiento de los carriles determinado por la tabla 5.15 requiere el corte de la vía y se utilizan mochos para poder dar paso a los trenes en el proceso de trabajo en lugar de regular las juntas, se realiza un corrimiento de bandas. Cuando se va a correr las bandas se realizan los siguientes trabajos adicionales: en la junta que se va a cortar se quitan los tornillos (en la mitad de la junta que se encuentra del lado del corrimiento), se cambian las mordazas de tipos por unas temporales, se colocan los tornillos extraídos de la junta de corte, se corren las traviesas de las juntas (si son necesarias), cambiar las mordazas temporales por las definitivas, redistribuir las traviesas de las juntas (de ser necesario), se calzan las traviesas de las juntas y las aledañas con el consiguiente riego de balasto en los cajones y su compactación, se perfila el balasto en los lugares donde se han calzado las traviesas, los carriles se corren al mismo tiempo con dos gatos regulados en ambas bandas. Cuando se trabaja con un solo gato, para que no se vuelquen las traviesas y no se cierre la carrilera, los hilos de carriles se corren paulatinamente al principio en una banda se corre un hilo después el otro, etc., en el orden que se muestra en la figura 5.45. Los hilos con carriles de una longitud de 25 m pueden estar compuestos de tres carriles y para una longitud de 12.5 m, cinco carriles.

En los lugares donde se va a cortar la vía antes de que se permita el paso a los trenes se limita la velocidad hasta 15 Kph y se colocan mochos de dimensiones acorde con el espacio que quede vacío. La colocación de estos mochos tiene un carácter temporal.

Temperatura del carril en C (12.5 m)

Calas en mmTemperatura del carril

en C (25.0 m)Calas en mm

65 0 +50 065 – 55 1.5 50 – 45 1.555 – 45 3.0 45 – 40 3.045 – 35 4.5 40 – 35 4.535 – 25 6.0 35 – 30 6.025 – 15 7.5 30 – 25 7.515 – 5 9.0 25 – 20 9.05 – 0 10.5 20 – 15 10.5

15 – 10 12.010 – 5 13.55 – 0 15.0

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Tabla 5.16 Calas permisibles según temperatura del carril.

86

Tema VI Planificación de los mantenimientos de vías. Planificación de los materiales y la mano de obra.6.1 Planificación del mantenimiento.El trabajo de mantenimiento se planifica de acuerdo al volumen que es requerido

para la prevención del surgimiento de irregularidades de la vía o para su rehabilitación.

Como por las distintas vías ferroviarias circulan trenes con variados tipos de equipos de pesos por ejes diferentes y densidades de tráfico distintas, cada tramo y cada kilometro tienen características especificas las que para mantener en las condiciones de diseño requieren de distintos volúmenes de materiales y de trabajo.

Los trabajos de mantenimiento según el grado de urgencia se clasifican en: preventivos, urgentes y reporte.

Los preventivos son planificados con anticipación tomando como base los chequeos y controles que periódicamente se les realiza a las vías.

Los urgentes son aquellos que se presentan de improviso y que por su gravedad deben ser atendidos inmediatamente que se presenta y que de no atenderse pudiera ocasionar graves consecuencias.

Los reportes son trabajos que se realizan en irregularidades que amenacen con la seguridad y estabilidad del movimiento de los trenes, pero que no representan focos de accidentes.

El mantenimiento a la vía comienza desde el día en que se pone en explotación una vía de nueva construcción, reparada o reconstruida y se realiza en toda la extensión existente y durante todo el periodo planificado.

La planificación parte del conteo de traviesas en mal estado que anualmente se confeccionan tratando de eliminar en primer termino las traviesas que se contabilicen en grupos mayores de 2 consecutivos.

6.2 Planificación de la mano de obra.Para la realización del mantenimiento a la vía se crean brigadas equipadas con

herramientas e instrumentos que pueden enfrentar las deficiencias, defectos y deterioros que se produzcan en la vía.

La cantidad de trabajadores directos a la producción se calcula de varias formas.6.2.1 Por el método del AREA.La American Railways Engennering Asociation (AREA) tiene un método para

determinar la fuerza de trabajo necesaria para el mantenimiento: un kilometro de estos indicadores equivale a:

Vías principales (LpI) ---------------------------------------------------------------- 1.00Vías de II categoría (LpII) ----------------------------------------------------------- 0.83Vías de III categoría (LpIII)----------------------------------------------------------- 0.75Ramales (LR) -------------------------------------------------------------------------- 0.49Desviaderos (LD) --------------------------------------------------------------------- 0.40Vías de patio (Lpatio) ----------------------------------------------------------------- 0.32Conexiones principales (Cp) -------------------------------------------------------0.07Conexión en el interior(Ci) --------------------------------------------------------- 0.05 Cruzamiento (CZ) -------------------------------------------------------------------- 0.10Calle pavimentada o cruce de carretera (Cpav) ------------------------------- 0.07Cruce de carretera no pavimentada (Cnpav) ----------------------------------- 0.03Cruce de camino vecinal (CV) ---------------------------------------------------- 0.01

Para determinar la fuerza de trabajo se utiliza el indicador denominado kilometro equivalente, mostrado como Leq

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donde: Li - longitud de los tipos vía. - coeficientes del tipo de vía. i - número de instalaciones fijas por tipo. - coeficiente del tipo de instalaciones fijas. La expresión para calcular la fuerza de trabajo es:

donde: K- coeficiente que depende del grado de mecanización existente en el ferrocarril que tiene un valor entre 0.4 y 0.9. (En Cuba se utiliza 0.67) se mide en hombres por kilometro equivalente.

6.2.2 Por el método de los ferrocarriles soviéticos adaptado a los ferrocarriles de Cuba.

Vías principales (Lp) 1 Km. = 1Km.Vías secundarias (Ls) 1Km. = 0.75 Km.Vías de patios (Lpatio) 1Km. = 0.33 Km.Conexiones en principales (Cp) 15 conex. = 1Km.Conexiones en el interior del patio (Ci) 15 conex. = 1Km.

donde: Li- longitud de cada tipo de vía en Km. - coeficiente para cada tipo de vía. C- número de conexiones por tipo. ni- coeficiente que afecta a cada tipo de conexión.

El resto es semejante al método anterior.

Ejemplo:Un distrito de vías atiende 35 Km de vías principales 12 de vías en ramales, 20

Km de vías de patio, 23 conexiones en el interior y 52 conexiones en principales en su territorio hay pasos a nivel, 6 carreteras, 6 calles y 4 caminos vecinales, 2 cruzamientos.

Hallemos la fuerza de trabajo por los dos métodos y comparemos.a) Método del AREA.

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b) Método utilizado en Cuba.

Ambos métodos se acercan en sus resultados.Con estos cálculos obtuvimos la fuerza de trabajo directa a la producción para el

distrito de vías en cuestión.Para determinar la fuerza de trabajo total hay que dividir el distrito en tramos

atendiendo cada uno por una brigada y se le adiciona el jefe de brigada y un camina vías, además en el distrito se adiciona el jefe del distrito y un técnico. La cantidad de hombres obtenidos por el calculo lo dividimos entre la cantidad de brigadas que se determine.

Se trata de ubicar a las brigadas en puntos equidistantes a sus limites territoriales y en centros poblacionales.

La composición de la brigada teniendo en cuenta la longitud equivalente que atiendan tendrá un jefe de brigada, un camina vías y no menos de 6 hombres directos a la producción.

En el caso que analizamos y si proponemos que en nuestro distrito hubiese 5 brigadas tendríamos la siguiente composición:

1 jefe de distrito1 técnico o especialista5 jefes de brigadas5 camina vías37 operarios reparadores de vía49 hombres

89

Tema VII Reparaciones de vías. Clasificación de las reparaciones. Normas de consumo de materiales necesarios. Cálculo de la fuerza de trabajo para las reparaciones.

7.1 Clasificación de las reparaciones.

Las reparaciones a la superestructura de la vía se clasifican atendiendo a la necesidad del cambio de sus elementos fundamentales los carriles y las traviesas.

El desgaste de los carriles hasta un limite máximo permisible hace que estos elementos sean cambiados por otros nuevos de igual o mayor calibre o de uso con el desgaste dentro de lo permisible y del mismo calibre o mayor.

Cuando además de encontrarse el carril en mal estado el resto de los elementos también presentan defectos en dependencia del volumen de materiales en ese estado se realizan los distintos tipos de reparaciones.

Las reparaciones se clasifican en: generales o capitales, reparación media, reparación ligera, cambio de carril normal y cambio de carril largo soldado.

7.1.1 Reparación capital o general.

En esta reparación se cambia la superestructura de la vía en el tramo planificado por una de igual tipo o de mayor categoría, con carriles nuevos o de uso. Estas reparaciones se realizan por varias causas.1. Deterioro de los elementos de la superestructura que se salen de los limites

permisibles. Desgaste en el carril, traviesas en mal estado, balasto contaminado, etc.

2. Aumento del trafico anual lo que requiere de una vía más potente y resistente a la acción del equipo rodante.

3. Aumento de las cargas por eje en los equipos propuestos a calcular por ese tramo o vía.

4. Aumento de velocidad.Las operaciones que se realizan en la reparación capital son las siguientes:

Desmantelo de la superestructura de la vía existente.1. Limpieza de las cunetas.2. Colocación de la superestructura nueva y su montaje.3. Balastaje de la vía.

a) Riego de balasto.b) Regulación.c) Levante, alineación, nivelación y calzado.d) Perfilado de la vía.

4. Reparación de pasos a nivel.5. Colocación de conexiones.

Materiales a utilizar:Campos o todos los elementos que componen la superestructura de la vía en

dependencia de la categoría.Balasto según el tipo, si el balasto que tenía la vía existente no estaba

contaminado, se cambia según la necesidad pero nunca más de 1000 m3 por km.

Conexiones u otros elementos de existir en el tramo.7.1.2 Reparación media.

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Esta reparación se realiza cuando los elementos de la superestructura tienen defectos que puedan llevar la vía a un estado crítico, pero que su volumen no llega al nivel de las reparaciones capitales.

Las operaciones que se realizan son: Cambio de carril aislado. Cambio de traviesas aisladas o agrupadas. Cambio de conexiones. Cambio de elementos de fijación. Reclavado o reapretado de las traviesas. Levante, alineación, nivelación y calzado. Regulación de juntas. Limpieza del balasto que no esté contaminado. Esqueletizado de la vía donde el balasto esté contaminado. Riego de balasto. Limpieza de cunetas. Reparación de pasos a nivel.

Materiales a utilizar: Más de 340 traviesas por km, pero no más de 600. De 400 a 1000 m3 de balasto por km. Todo el carril defectuoso. Dos conexiones por km de patio. 50 % de los largueros en mal estado.

7.1.3 Reparación ligera.Se realiza cuando la vía tiene deficiencias que no llegan al nivel de las

reparaciones medias, por el volumen de materiales que presentan defectos.Las operaciones que se realizan son:

Cambio de traviesas. Cambio de carriles. Cambio de elementos de fijación. Reclavado o reapretado de traviesas. Levante, alineación, nivelación y calzado. Regulación de juntas. Riego de balasto. Limpieza de balasto contaminado. Limpieza de cunetas.

Materiales a utilizar: De 300 a 400 m3 de balasto por km. 250 ml de carriles por km. 50 % del total de los largueros en mal estado. 50 % de las traviesas en mal estado siempre que no excedan de 170 a

340 por km.

7.1.4 Cambio de carril normal.Se realiza cuando es necesario aumentar la capacidad portante de la vía y las

traviesas y otros elementos que se encuentran en buen estado. También se realiza si el desgaste es superior al permisible pero en un volumen que no llegue al necesario para la eliminación total.

El carril debe revisarse y de tener un desgaste lateral no permisible, pero el vertical aún lo permite se invierten los bordes cambiando el carril de una banda a otra.

7.1.5 Cambio de carril largo soldado.

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Este cambio se realiza en vías donde se halla planificado su colocación, siempre que el asentamiento y los parámetros exigidos se cumplan.

Este tipo de carril permite un ahorro, tanto en materiales al eliminar juntas, como en fuerza de trabajo ya que aproximadamente el 33 % del gasto de fuerza de trabajo se produce en las juntas.

Para este trabajo se requiere de un proyecto que incluye la longitud real de cada tramo, la geometría de la vía, las instalaciones que tendrá en su tramo, etc.

7.2 Documentación técnica.Todas las reparaciones se ejecutan a partir de proyectos, que comprenden los

volúmenes de trabajo a realizar, lasa características de la vía que se van reparar, etc.

En los proyectos para la reparación capital vienen incluidos los cálculos de los carriles cortos en las curvas, el listado de materiales, las operaciones que se realizan, etc.

Para los cambios de carril largo soldado se confeccionan los planos en planta, done se muestran todas las instalaciones que se hallan en el trazado, las características de colocación.

Para todas las reparaciones se calculan la mano de obra, el presupuesto y el tiempo requerido para la ejecución de la obra.

7.3 Periodicidad de las reparaciones.Cada ferrocarril establece un ciclo de reparaciones que como vimos

anteriormente lo determina el desgaste máximo permisible del carril y la densidad de tráfico circulado por cada tramo de vía (entiéndase por tramo el espacio entre dos estaciones colindantes). Tomando como punto de partida la reparación capital o general y partiendo del criterio que entre dos reparaciones capitales deben realizarse dos reparaciones ligeras, una media y un cambio de carril (invertir el borde de trabajo).

Debido a que para cada categoría de vía hay una tolerancia de desgaste y que el borde de trabajo puede invertirse, el carril puede usarse en varias vías hasta cumplir con su vida útil.

No obstante se tiene presente que el carril al perder masa disminuye su momento de inercia y con ello su resistencia a flexo - compresión y esta es otra de las causas por las que se realiza el cambio de carril o la reparación capital.

Con estos datos se confecciona una misma norma que se establece para cada tramo y en periodo que establezca por esta norma se ejecutan las reparaciones.

Conociendo la densidad de trafico que debe circular para que el carril se desgaste al máximo permisible y el trafico anual, podemos obtener el tiempo entre cada reparación capital.

Ejemplo:Si para un tramo de una vía con categoría X el desgaste máximo permisible se

produce cuando ha circulado una densidad de trafico “T t” y conociendo que anualmente la densidad de tráfico es Ta, el tiempo que se sugiere para una reparación capital sería (tperiódica)

Para una reparación media sería:

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Para una reparación ligera sería:

Ejemplo:Una distancia de vía tiene densidad de tráfico anual por una doble vía de 40

mill.ton en el sentido descendente y 20 mill.ton por la ascendente. Según las normas para tramos en cuestión la reparación capital se realiza a las 395 mill.ton.

Cual es el ciclo de reparaciones:1- Reparación ligera.2- Reparación media.3- Reparación ligera.4- Reparación capital.

Reparación capital:

Para la vía ascendente

Para al vía descendente

Reparación media:

Vía ascendente

Vía descendente

Reparación ligera:

Vía ascendente

Vía descendente

Tipo de reparación Tiempo

Vía ascendente

Rep. Ligera 5 añosRep. Media 10 añosRep. Ligera 15 añosRep. Capital 20 años

Vía descendente

Rep. Ligera 2.5 añosRep. Media 10 años

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Rep. Ligera 5 añosRep. Capital 10 años

7.4 Cálculo de la fuerza de trabajo global.La fuerza de trabajo se calcula de forma global para determinar el total de

trabajadores para la realización de las distintas reparaciones.Para hallar la fuerza de trabajo se utiliza la siguiente expresión:

donde: Lrl, Lrm, Lcc, Lrc son las reparaciones ligaras, medias, cambio de carril y capital respectivamente. Los denominadores 7.6, 5.8, 5.1 y 12 son coeficientes que representan el factor de reparaciones expresadas en metros por hombres días. 220 - número de días laborables en el año. 1.0909 - coeficiente que tiene en cuenta el descanso retribuido.

Para simplificar esta expresión tenemos:

7.5 Cálculo de los materiales y mano de obra necesarias.Ejemplo: Una distancia de vía tiene en sus planes la ejecución de: 16 Km de reparación

capital, 15 Km de reparación media de ellos 3 Km son de patio y el 10% de los carriles están defectuosos. En el patio hay 20 conexiones en ellas un 30% de las traviesas se encuentra en mal estado, 30 Km de reparación ligera con un total de 5 conexiones con largueros en mal estado y 12 Km de cambio de carril (20%). Utilizar el máximo de los materiales. Las fijaciones para el 20% de las traviesas.

7.5.1 Cálculo de los materiales.

Materiales U.M.

Tipo de reparación

Ligera (30 km)

Media (15 km)

Capital(16 km)

Cambio de carril

(12 km)Total

Carriles ml 7500 3000 --- 4800 15300Traviesas una 10200 5100 --- --- 15300Fijaciones jgo 8160 4080 --- --- 7240Campos uno --- --- 1280 --- 1280Piedra m3 12000 15000 16000 --- 43000

Conexiones una --- 6 --- --- 6largueros jgo 2.5 6 --- --- 8.5

Tabla 7

7.5.2 Cálculo de la fuerza de trabajo.

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Bibliografía

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