CARACTERISTICAS FISICAS DE LOS FERROCARRILES
INFRAESTRUCTURALa infraestructura es la obra ingeniera que se
obtiene mediante el movimiento detierrapara llevarla alestadotal,
que permita la colocacin en su superficie de la superestructura de
la va frrea.La superestructura de la va frrea no se coloca
directamente sobre la superficie dela tierradebido a sus
irregularidades.Para su colocacin, se requiere que en los lugares
donde el nivel del terreno se halle por debajo de la rasante
proyectada se rellene y en el caso contrario se corte, es decir sea
confeccionada una faja de va de ancho y alto determinado a todo lo
largo del tramo diseado denominada explanacin, explanada o
plataforma. De esta forma se obtienen terraplenes cuando el nivel
de la rasante proyectada se halla por encima del nivel de terreno y
excavaciones o cortes en el caso contrario, relacionados muy
estrechamente con los drenajes y obras de fbrica necesarias para la
evacuacin de las aguas o para salvar obstculos que se interpongan
en ladireccinde la vaLas caractersticas del ferrocarril hacen que
su trazado sea lo ms recto y llano posible, por lo que se trata de
que no se produzcan pendientes de grandes dimensiones y curvas
horizontales de cortos radios. No obstante por la presencia en la
superficie terrestre de elevaciones con fuertes pendientes,
depresiones, lagunas, ros, etc.; se precisa construir las
explanadas no slo en rasante sino adems con pendientes, rampas,
curvas, etc.
SUPERESTRUCTURALa superestructura de la va frrea se compone de
varios elementos como son: carriles, traviesas, elementos de
sujecin o pequeo material de vas, elementos de apoyo y aparatos
devas. Los carriles son elementos de acero laminado sobre los
cuales se desplazan las ruedas de los equipos rodantes. Tienen la
funcin de recibir las cargas que provienen de las ruedas y
trasmitirlas hacia los apoyos, as como deben ser lo suficientemente
resistentes como para soportar las cargas debidas al movimiento de
serpenteo de los equipos ferroviarios, sin sufrir grandes
deformaciones tanto en el plano horizontal como en el vertical.
Estos movimientos aplicados al carril le traen asentamiento en los
apoyos, flexin en los planos,torsin, aplastamiento, desgaste y
algunas veces partidura del metal, as como la deformacin de la va
en su conjunto que se representa por pandeos
ESTRUCTURA DE LA VIA FERREA.Como partes esenciales en la
constitucin del camino de rodadura que se ofrece a los trenes, se
consideran la infraestructura y la superestructura. La primera es
la parte que da origen a la lnea, con sus cortes y terraplenes,
viaductos, puentes, alcantarillas, tneles, y en general, con todas
las obras de arte y de fbrica necesarias para el establecimiento de
la superficie sobre la que se asienta la va. La superestructura es
la va propiamente dicha, con el balasto, los durmientes, los
rieles, los aparatos de va, y tambin los elementos precisos para
asegurar la circulacin de los trenes, como las seales, y
enclavamientos.
SUB BALASTOEl sub balasto es la capa de material seleccionado
que se construye sobre las terraceras terminadas, resistentes a la
penetracin del balasto y cuya funcin es soportar las cargas
rodantes y transmitirlas a las terraceras , distribuyndolas en tal
forma que no se produzcan deformaciones perjudiciales en estas. El
espesor del sub-balasto no deber ser menor de 30 cm.Los materiales
a utilizar en el sub-balasto limos ,arenas ,gravas,materiales
triturados y materiales cribados.BALASTOEl balasto es el material
ptreo seleccionado que se coloca sobre el sub-balasto, debajo de
los durmientes entre ellos, cuya funcin es dar firmeza a la va y
distribuir las cargas que se transmiten al sub-balasto y las
terraceras. Se reconocen en el balasto las siguientes funciones:
Repartir uniformemente sobre la plataforma las cargas que recibe
del durmiente de forma tal que su tensin admisible no sea superada.
Estabilizar vertical, longitudinal y lateralmente la va. Amortiguar
mediante su estructura pseudo-elstica las acciones de los vehculos
sobre la va. Proporcionar una rodadura suave a los vehculos y un
notable confort a los viajeros. Proteger la plataforma de las
variaciones de humedad debidas al medio ambiente. Facilitar la
evacuacin de las aguas de lluvia. Permitir la recuperacin de la
calidad geomtrica de la va mediante operaciones de alineacin y
nivelacin.
Las condiciones que debe reunir el balasto, para cumplir con los
fines mencionados son:
La capa de balasto debe ser de suficiente espesor para que
reparta las presiones sobre una base ms ancha, segn las cargas que
los durmientes reciban. Esta altura del balasto, est relacionada
con la velocidad, peso y nmero de los trenes, tambin con la
naturaleza del terreno y con el clima del pas. La altura el balasto
vara de 30 a 50 cm. por debajo de las durmientes. Deben ser las
piedras de arista viva, pues los cantos rodados no sujetan tanto
los durmientes. No deben ser las piedras muy pequeas, porque entre
ellas quedara poco espacio para el drenaje y adems, se perderan y
desgastaran ms fcilmente; ni ser muy grandes, pues se reducira
aristas al apoyo del durmiente y se dificultara el bateado. Un
tamao de 3 a 6 cm. es recomendable. Se comprende la conveniencia de
la regularidad de los tamaos, de la uniformidad de las dimensiones.
Las piedras deben ser de roca dura, que se oponga a quebraduras y
desgastes: prfido, basalto, cuarcita, caliza y granito.
El espesor necesario para una va de primera clase , a fin de que
pueda resistir satisfactoriamente las pesadas cargas a que ser
sometido , es fuerte y por lo tanto , si se emplea cualquiera de
las mejores calidades de material para formar todo el espesor en
toda la seccin de balasto , resulta caro. Debido a ello ,
recomendable usar alguna de las clases de balasto ms barato, tales
como grava de mina, arenas o cenizas, para cubrir la cama de la va
en toda su anchura formando la mitad del espesor total requerido.
Hay que tener presente que si se emplea balasto grueso solo se
cubren las terraceras , si esta se encuentra hmeda o formada por
algn material difcil de drenar, el lodo o barro tiende a ascender
por los vacos dejados por el balasto grueso.
DURMIENTESLas durmientes que mayormente se emplean son las de
madera. Las maderas ms corrientemente empleadas en la fabricacin de
durmientes son las de quebracho, cuchi, haya, pino, eucalipto.
El espacio entre las paredes laterales de los durmientes
adyacentes debe conservarse , siempre que sea posible , menor de 18
in en las vas principales. Es recomendable un espacio de 12 in. Si
es menor de 11 in , el calzado del durmiente se dificulta.La
alineacin de los durmientes debe quedar perpendicular a la va. Si
el durmiente se mueve queda oblicuo. El escantilln se reduce,
originando una situacin peligrosa.RIELSe denomina con este nombre a
las barras de acero que se asientan sobre los durmientes, el
objetivo de los rieles es mantener la direccin del movimiento del
ferrocarril, cuya seccin transversal se muestra en la siguiente
figura.
El peso de los rieles, vara en razn del trfico y de las
condiciones de explotacin de la lnea, como son la velocidad de los
trenes y peso de locomotoras y vehculos. Este peso del riel, va
siendo cada vez mayor, por lo mismo que va siendo mayor la
velocidad de los trenes y el peso de las locomotoras y
vehculos.TROCHALa trocha es medida entre las cabezas de los rieles,
en ngulo recto al riel, en un plano ubicado a diecisis (16)
milmetros desde la parte superior de la cabeza del riel. La trocha
debe estar dentro de los lmites establecidos en la siguiente
tabla.
JUNTAS DE RIELESCada juntura de riel, mecnica, aislada o
combinada, debe ser de diseo y dimensiones al riel en el cual se
coloca. En el caso de eclisadas convencionales, cada riel debe
estar apernado con al menos un 1 perno en cada juntura para las vas
Clase A, con al menos 3 pernos para las vas de Clase B. En el caso
de vas soldadas continuas, cada riel debe estar apernado con al
menos 2 pernos en cada juntura.Cada eclisa debe ser mantenida en su
posicin por el apriete de los pernos rieleros, que permite la unin
firme de los extremos de los rieles y el movimiento longitudinal de
los rieles en la juntura segn la dilatacin o contraccin de los
rieles a causa de variaciones de temperatura. Cuando existan
eclisas cuyo diseo no permite el movimiento de los rieles, no se
aplicar los requisitos de este punto. Estos casos son considerados
como vas de riel soldado continuo y deben satisfacer todos los
requisitos para las vas soldadas continuas establecidos en esta
norma. La separacin total mnima admisible de las junturas de los
rieles en 100 metros de carril depende de la temperatura de los
rieles. Su valor figura en la tabla siguiente: