ANEJO Nº 10. SUPERESTRUCTURA Y SECCIÓN TIPO · de las vías, y en otros, elementos metálicos...

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PROYECTO CONSTRUCTIVO DE INTEGRACIÓN DEL FERROCARRIL EN SANT FELIU DE LLOBREGAT. (BARCELONA)

ANEJO Nº 10.

SUPERESTRUCTURA Y SECCIÓN TIPO

Anejo nº 10 Superestructura y Sección tipo

PROYECTO CONSTRUCTIVO DE INTEGRACIÓN DEL FERROCARRIL EN SANT FELIU DE LLOBREGAT. (BARCELONA)

ÍNDICE

1. INTRODUCCIÓN .................................................................................................. 1

2. SECCIONES TIPO ............................................................................................... 3

3. SUPERESTRUCTURA ADOPTADA ................................................................... 5

4. VÍA SOBRE BALASTO ....................................................................................... 6

5. VÍA EN PLACA .................................................................................................. 14

6. SISTEMA ANTIVIBRATORIO ............................................................................ 22

7. ZONA DE TRANSICIÓN .................................................................................... 28

8. APARATOS DE VIA: UBICACIÓN Y VELOCIDADES DE PASO POR

DESVIADA ........................................................................................................ 29

APÉNDICE 1: FIGURAS

APÉNDICE 2: CERTIFICADO DE CALIDAD


PROYECTO CONSTRUCTIVO DE INTEGRACIÓN DEL FERROCARRIL EN SANT FELIU DE LLOBREGAT. (BARCELONA) Página nº 1

1. INTRODUCCIÓN

En el presente anejo se desarrollan las actuaciones que se van a llevar a cabo para

la implantación de la superestructura de vía sobre balasto y vía en placa en el

soterramiento del ffcc en la localidad de Sant Feliu de Llobregat. Se describen todos

los componentes que se utilizarán en el tramo proyectado.

El concepto de superestructura de vía define los elementos que acompañan al carril

para asegurar la rigidez del sistema por el que circularán los trenes durante toda la

vida útil del material elegido.

El proceso de montaje de vía, que comprende la colocación de todos los

componentes se describe exhaustivamente en el anejo correspondiente al proceso

constructivo y plan de obra, mientras que las diferentes especificaciones acerca de

los materiales, ensayos, etc. quedan recogidas en los correspondientes artículos del

Pliego de Prescripciones Técnicas Particulares.

En este proyecto se definen básicamente dos tipos de superestructura que fijarán el

carril: vía en placa y vía sobre balasto sobre la plataforma ferroviaria.

La vía en placa quedará definida básicamente en la zona en túnel, en concreto entre

las salidas de emergencias que se dispondrán a ambos lados del túnel, y el resto

del proyecto, incluidas las vías provisionales, la vía irá apoyada en balasto.

Se consideran como componentes de la superestructura de una línea de ferrocarril

los siguientes elementos, situados encima de la capa de forma:

Sub-balasto y balasto

Traviesas

Fijaciones

Carriles

Aparatos de vía

Para la elección de los distintos elementos constitutivos de la superestructura, así

como la determinación de los valores o parámetros básicos empleados en el diseño

y cálculo de la superestructura, y las distintas características y especificaciones

técnicas para los materiales y su puesta en obra, se recurre a lo establecido en las

actuales normas vigentes de ADIF o en su defecto RENFE que se detallan a

continuación:

N.A.V.0-2-0.0 “Parámetros Geométricos“.

N.R.V.2-0-2.0 “Geometría de la vía.-Secciones en desmontes y

explanaciones“.

N.R.V.2-0-3.0 “Geometría de la vía.-Secciones en puentes“.

N.R.V.2-0-4.0 “Geometría de la vía.-Secciones en túneles“.

N.A.V.2-1-0.0 “Obras de tierra.-Calidad de la Plataforma”.

N.A.V.2-1-0.1 “Obras de tierra.-Capas de Asiento Ferroviarias”.

N.R.V.2-1-0.2 “Obras de tierra.-Características de las Capas de Asiento

Ferroviarias”

N.A.V.3-0-0.0 “Barras elementales”.

N.A.V.3-0-1.0 “Barras Largas”.

N.A.V.3-0-6.1 “Rectificación y amolado de carriles nuevos”.

N.A.V.3-1-1.0 “Traviesas de hormigón armado”.

N.A.V.3-2-2.0 “Sujeción elástica HM (SKL 1)”.

N.A.V.3-3-2.0 “Uniones por soldadura”.

N.A.V.3-3-2.1 “Soldaduras aluminotérmicas”.

N.A.V.3-3-2.2 ”Homologación de soldadores aluminotérmicos”.

N.A.V.3-3-2.3 ”Homologación de procesos de soldeo aluminotérmico”.

N.A.V.3-3-2.4 “Recepción de conjuntos para soldeo aluminotérmico”.

N.A.V.3-3-2.5 “Características de procesos de soldeo aluminotérmico”.

N.A.V.3-4-0.0 “Características determinativas de la calidad del balasto”.

N.A.V.3-4-1.0 “Dimensionado de la banqueta”.

N.A.V.3-4-2.1 “Descubierta y Reconstrucción de la banqueta en trabajos

localizados de vía”.

N.A.V.3-4-7.1 “Trabajos de Mejora en las Capas de Asiento existentes”.

N.A.V.4-4-2.1 “Equipos de tensado de carriles”.

N.A.V.7-1-0.0 “Secuencia de los trabajos de construcción de una línea”.

N.A.V.7-1-0.1 ”Replanteo de la vía”.



N.A.V.7-1-0.2 ”Métodos de Replanteo”.

N.A.V.7-1-0.3 ”Montaje de la vía”.

N.A.V.7-1-0.5 ”Recepción de la Vía”.

N.A.V.7-1-3.1 ”Instalación de la Vía”.

N.A.V.7-1-4.1 ”Liberación de Tensiones en la Vía sin Junta”.

N.A.V.7-3-0.0 ”Geometría de la Vía”.

N.A.V.7-3-1.0 ”Apretado de las sujeciones RN”.

N.A.V.7-3-2.0 ”Ancho de Vía”.

N.A.V.7-3-2.5 ”Inclinación del carril”.

N.A.V.7-3-5.0 ”Peralte, alabeo y estabilidad de traviesas”.

N.A.V.7-3-5.5 ”Nivelación Longitudinal”.

N.A.V.7-3-6.0 ”Alineación”.

N.A.V.7-3-7.0 ”Calas”.

N.A.V.7-3-7.1 ”Soldaduras aluminotérmicas”.

N.A.V.7-3-8.0 “Estado de los materiales de vía”.

Instrucción técnica DOI/S nº2.-Barras largas.

UIC 712-2R.-Asiento de vía sobre balasto en estructuras de hormigón

armado.

UIC 719-R.-Obras de Tierra y Capas de Asiento Ferroviarias.



2. SECCIONES TIPO

Se definen a continuación los parámetros, dimensiones y características de los

elementos que componen la superestructura de vía adoptada en el presente

proyecto:

De acuerdo con las Normas N.A.V.2-1-0.1 y la N.A.V.3-4-0.0, que examinan la

interacción balasto-plataforma, el efecto de la banqueta debe complementarse

mediante una subbase que mejore su drenaje y contribuya a repartir las cargas

verticales sobre la plataforma, asegurando, entre ambas, el buen comportamiento de

la vía bajo los puntos de vista de su nivelación, rigidez, alineación y drenaje.

Las dimensiones de la banqueta y resto de capas que componen la subbase

dependen de una serie de factores, entre los que destacan:

- Las características de los suelos que constituyen la plataforma, en el tramo

de vía considerado.

- Las características de la plataforma como conjunto.

- Las condiciones climatológicas de la zona de ubicación de la plataforma.

- El armamento de la vía.

- Las características del tráfico en el tramo considerado.

Ancho de plataforma

Se ha dimensionado un ancho de plataforma de 12,40 m para vía doble, variable

entre los P.K. 87+620 y 87+860 iniciales, para así dar cabida a la vía provisional,

llegando a un ancho máximo de 17,30 m en el entorno del p. k. 87+800.

Capas de asiento

El dimensionamiento de las distintas capas de asiento ferroviarias se realiza

teniendo en cuenta lo establecido en la normas N.A.V. 0-2-0.0 “Parámetros

Geométricos” y en la N.A.V.3-4-1.0 “Balasto. Dimensionado de la Banqueta”.

La superficie de la capa de forma debe tener una pendiente transversal adecuada

para evacuar el agua de lluvia. Esta pendiente está relacionada con la permeabilidad

de los suelos que la integran. La pendiente adoptada para la capa de forma, de

acuerdo con las recomendaciones de la ficha UIC 719-R y la Norma N.A.V. 3-4-1.0,

será del 5% (a dos aguas), compactada al 100 por 100 del ensayo Próctor Normal.

Se ha adoptado un espesor de capa de forma de 0,60 m. Este valor está avalado por

la ficha U.I.C. 719, que con suelo soporte de calidad QS1 y una plataforma tipo P3,

fija un espesor mínimo necesario superior a 0,60 m.

El dimensionado de subbalasto se realiza siguiendo las directrices de la mencionada

ficha. El espesor de estas capas viene dado por la expresión:

e = E + a + b + c + d + f + g

adoptando los siguientes valores:

E = 0,45 m (plataforma tipo P3)

a = 0,00 (grupo 6 de la U.I.C.)

b = -0,05 m (traviesa de hormigón de 2,60 m de longitud)

c = 0,00 (dimensionamiento normal)

d = 0,12 m (carga máxima por eje de 250 kN)

f = 0,00 (plataforma P3)

g = 0,00 (capa de forma QS3)

De estos parámetros se obtiene un valor total mínimo para “e” de 0,52 m, acorde con

el caso que nos ocupa. Como se dispone de 0,30 m de balasto bajo traviesa,

resultaría un espesor mínimo de subbalasto de 0,25 m para todo el trazado.

Todas estas capas disponen de una pendiente transversal de un 5 % para la

correcta evacuación de las aguas y un talud 2H:1V.



Otros elementos de la superestructura

Será necesario además contar con otros elementos, no menos importantes, a

disponer en la vía, utilizados en el replanteo, nivelación, kilometraje e indicaciones

de la misma. Estos elementos pasan a describirse a continuación:

Piquetes de vía

Los piquetes de vía son, en unos casos, cupones de carril hincados en la plataforma

de las vías, y en otros, elementos metálicos fijados a los hastiales de túneles, a la

distancia del eje de vía y cota determinada para el replanteo de la misma. Se

encontrarán de dos tipos:

Los dispuestos en ambos lados de la vía y que son utilizados para el replanteo de la

misma y el establecimiento de peraltes, no solamente durante la construcción y

montaje de vía sino también para su posterior conservación (operaciones de bateo y

nivelaciones).

Se colocan como norma general cada 20 m, disminuyendo esta distancia en los

tramos de alineaciones curvas, para su mejor replanteo.

Los fijados en hastiales de túneles que son utilizados para el replanteo y nivelación

de las vías que discurren en túnel.

En el presente proyecto se utilizarán los piquetes de vía definidos en el anterior

epígrafe, para replantear la vía durante su construcción y montaje, permaneciendo

situados en la misma posición para posteriores trabajos que se realicen en la vía

relacionados con las labores de conservación y mantenimiento.

Postes hectométricos, kilométricos y de cambio de rasante

Se dispondrán los correspondientes postes de kilometraje de la vía, los

hectométricos y los de cambio de rasante. Será de aplicación la Norma N.A.V. 5-0-

1.0 “Señales que competen al Servicio de Vía y Obras” en todos los aspectos

relacionados con la construcción y puesta en obra de estos elementos, encargados

del kilometraje y marcaje de la vía y de las indicaciones a los maquinistas de las

características geométricas del alzado de la vía en todo momento.

Los postes serán de hormigón armado, hincados convenientemente en la plataforma

de las vías, lo suficientemente visibles para los maquinistas.

Serán de color blanco. Los caracteres e indicaciones se imprimirán en la parte

superior (más ancha) en color negro.

En los postes hectométricos y kilométricos se indicará con número entero el valor del

P.K., situándose bajo el mismo el valor de la centena del punto hectométrico

correspondiente, por ejemplo, el P.K. 89/200 se marcará en el poste como 89, 2.

En los postes de cambio de rasante se marcará con flecha serigrafiada en color

negro el sentido de la inclinación (rampa o pendiente), indicándose sobre la misma,

con cifra entera y un decimal el valor de la inclinación (en milésimas). En tramos de

pendiente horizontal se imprimirá sobre el poste una franja horizontal.

Para un mejor estudio de los mismos, se sintetizan a continuación los principales

tramos del proyecto, con indicación de las características principales de cada uno de

ellos, para una mejor comprensión de los parámetros y dimensiones adoptados en la

superestructura de los mismos.



3. SUPERESTRUCTURA ADOPTADA

La vía está sometida a unas acciones verticales y a otras horizontales provocadas

por la circulación de los trenes. Teóricamente sólo debería soportar los esfuerzos

verticales procedentes del peso de los vehículos y los transversales debidos a la

fuerza centrífuga que éstos ejercen en las alineaciones curvas. En la práctica, tales

esfuerzos quedan aumentados por diferentes causas que pueden llegar a

duplicarlos. Entre ellas existen:

- El imprescindible juego de la vía.

- El ángulo de ataque de la rueda al carril.

- Las irregularidades que se producen en el perfil y planta de la vía.

- Las oscilaciones que adquieren las partes suspendidas de los vehículos.

- El peralte en las curvas no adecuado a las diferentes velocidades de los

distintos tipos de tráfico.

- El deslizamiento de las llantas de las ruedas de los vehículos sobre los

carriles.

- El rozamiento de las llantas sobre los carriles (que hace posible el avance de

los trenes).

- Los rozamientos y acciones de las pestañas de las ruedas sobre dichos

carriles.

- Las deformaciones del carril por las fluctuaciones de temperatura, etc.



4. VÍA SOBRE BALASTO

Introducción

La vía sobre balasto es un sistema en el que el criterio de mantenimiento es

prioritario, ya que se intenta conseguir un sistema en el que sea fácil reparar o

sustituir, a veces por secciones, mediante procedimientos mecanizados de gran

productividad. Así, el criterio mecánico de la capacidad portante y la forma en que

una vía es construida es de gran importancia a la hora de elegir las alternativas de

superestructura.

La superestructura de vía montada con vía sobre balasto, constará de dos tramos. El

primero, desde el p. k. inicial 87+360 al p. k. 88+070, coincidirá con el inicio de la

cuña de transición para pasar a vía en placa. El segundo, comprende desde el final

de la cuña de transición de la vía en placa, p. k. 90+140, hasta la conexión con la vía

actual, p. k. 90+340, y final de proyecto.

En la solución proyectada, se da continuidad por los extremos del proyecto, donde

se conecta con la línea actual, cuyas plataformas están formadas por vía sobre

balasto.

Inserción de la vía como superestructura de transporte.

Entre las ventajas que supone la vía sobre balasto, son de aplicación inmediata en

este proyecto las siguientes:

Se adapta con facilidad a los trazados requeridos, al ancho del vehículo, al

peralte, etc. y tolera bien las variaciones en los mismos; esto es en parte debido

al hecho de que el sistema de nivelación por bateo, que cubre la base de la

traviesa con el balasto.

Evita la imprecisión de los métodos de trabajo en los que la superficie bajo la

traviesa se tiene que adaptar a la geometría de la base existente; se debe

mencionar que la inercia del carril normalmente limita la capacidad de la vía de

adaptarse a los defectos de un tramo determinado, debido a los efectos de su

propio peso, lo que es causa de inestabilidad, esto es, la presencia de

depresiones bajo el soporte de las traviesas.

Posibilita las necesarias adaptaciones a otros subsistemas, como los

equipamientos de vía y de señalización, estructuras permanentes, etc.

Hace posible, hasta cierto punto, drenar la vía a través de la evacuación de las

aguas por su estructura granular.

Capacidad del balasto de evacuación de agua: no requiere actuaciones

especiales que no sean los desniveles naturales transversales y longitudinales de

las capas inferiores, lo cual es una ventaja en líneas de doble vía.

Compatibilidad con las limitaciones del material móvil: propiedades

aerodinámicas, gálibos, etc.

Compatibilidad con los requisitos operacionales:

- Requisitos para los sistemas de explotación: aislamiento del carril,

posibilidad de colocar varios detectores, etc.

- Compatibilidad con los sistemas de suministro de energía a los vehículos.

- Adaptación a los agentes medioambientales: protección en relación con

los agentes atmosféricos (cambios de temperatura, drenaje de agua,

nieve y lluvias, etc.).

Características mecánicas

La vía con balasto ha de tener una serie de propiedades funcionales para cumplir

con los requisitos de un sistema ferroviario.

Esto significa que lo que se espera de la vía de ferrocarril es por un lado la ausencia

de disfunciones repentinas (de tipo frágil), las cuales generalmente son catastróficas,

y por otro lado, la necesidad de un mantenimiento periódico de una calidad mínima y

particularmente en términos de geometría de vía, teniendo en cuenta los efectos de

los esfuerzos.

Es deseable que el sistema mantenga su elasticidad, o que las deformaciones

plásticas sean muy bajas.



Las tensiones ejercidas en la vía deben considerarse como un conjunto de esfuerzos

estáticos y dinámicos: de estos esfuerzos, especialmente en la dirección vertical,

dependen las características de rigidez y amortiguamiento.

Las funciones básicas que ha de tener esta superestructura se pueden clasificar en:

Resistencia a los esfuerzos verticales (capacidad portante).

Resistencia a los esfuerzos laterales (esfuerzos de guiado).

Resistencia a los esfuerzos longitudinales (frenado), derivados, bien de los

vehículos o bien, de elementos exteriores en ausencia de cargas, como por

ejemplo los esfuerzos térmicos.

Capacidad portante

Sobre esta base, sólo es posible definir una serie de propiedades del balasto de una

forma cualitativa:

La red de puntos de contacto entre granos, y por ello la cadena de transmisión de

esfuerzos internos depende ampliamente de sus interfaces.

Una cierta elasticidad de la superficie inferior de las traviesas hace posible

movilizar gradualmente nuevos puntos de contacto durante los incrementos de

carga: se puede decir que esto es debido a la aproximación de la carga de la

traviesa en cuestión.

En fases posteriores, la introducción de materiales elásticos de unos pocos

milímetros bajo la superficie será suficiente para modificar considerablemente

esta interfaz.

El contacto del balasto con las subcapas, si se lleva a cabo con algo de

elasticidad, hace posible movilizar nuevos puntos de contacto debido a

rotaciones infinitesimales de los granos.

Se debe reseñar que la deformación de las subcapas, bajo las cargas

transmitidas por la vía, se extiende sobre una superficie considerable de varios

metros cuadrados; la curvatura de esta área va a tener una gran influencia en el

comportamiento del balasto, porque depende de las propiedades mecánicas del

medio subyacente en una profundidad considerable.

Finalmente, y sabiendo que estas propiedades del balasto no están adecuadamente

descritas, con modernas bateadoras y máquinas de capacidad suficiente la

experiencia ha hecho posible controlar las propiedades del balasto:

1. Debido a que durante los ciclos de carga se establecen nuevos contactos en el

balasto, es necesario no alcanzar la densidad de compactación máxima

posible, mientras se asegura un mínimo de contactos iniciales.

2. Las vibraciones que se producen en el bateo, así como el efecto de

encogimiento del balasto bajo la traviesa, tienen este efecto; se debe decir

también que este efecto de bateo se acompaña por un efecto de consolidación

o estabilización de las primeras series de granos bajo las primeras cargas

introducidas, durante las cuales los granos ocupan su posición final, implicando

unos asientos iniciales considerables, aunque regulares.

3. Durante el bateo, el encogimiento del balasto bajo la traviesa, que se coloca en

su posición final durante la operación, optimiza el número de puntos de

contacto entre la parte inferior de la traviesa y la superficie de la capa de

balasto, incrementando su número, dando a esta capa mejores condiciones

para crear cadenas de transmisión de esfuerzos.

Resistencia transversal

Mientras la vía sobre balasto no haya sido estabilizada mediante un proceso de

estabilización interna, tiene una limitación en su resistencia lateral, para una vía sin

carga (tomada en relación con los esfuerzos térmicos), al igual que cuando está

cargada.

En relación con su esencial condición de estabilidad, tras una operación de

nivelación por bateo la vía pierde la mitad de la resistencia transversal al esfuerzo,

mientras una estabilización inicial de 60.000 toneladas de tráfico o una estabilización

dinámica artificial es capaz de recuperar un 50% de la pérdida inicial; esta

resistencia transversal es debida en mayor parte (casi exclusivamente para vías

cargadas) a la fricción de la base de la traviesa con el balasto, con un coeficiente de

fricción mínimo de 0,33. Las mejoras en términos de capacidad portante,

incrementando el número de puntos de contacto en la traviesa, aumenta la

resistencia transversal posteriormente.



Resistencia longitudinal

Análogamente, la resistencia longitudinal de la vía sobre balasto es como mínimo

igual a su resistencia transversal, ya que la superficie de fricción bajo la traviesa es

la misma, y el empuje en las superficies laterales es mayor en la dirección

longitudinal que en la transversal. El coeficiente mínimo de fricción ya mencionado

de 0.33, unido a que el sistema de unión tiene una resistencia al deslizamiento más

grande, asegura también la estabilidad longitudinal de la vía bajo vehículos cuya

deceleración máxima no exceda 0.25 g. (se consideran todos los tipos de frenos). De

esta manera se puede permanecer en un rango elástico y no causar deformaciones

permanentes en las zonas de frenada.

Requisitos medioambientales

Los requisitos medioambientales constituyen las limitaciones normales relacionadas

con el ruido (emisión, capacidad de absorción), vibraciones transmitidas a los

habitantes de zonas cercanas a las líneas, y utilización de materiales no

contaminantes.

En el caso de emisiones acústicas, es bien conocido que la vía sobre balasto es

menos ruidosa que la vía en placa; esto indica un efecto de absorción por el propio

material, lo que a veces es razón para utilizarlo, antes que por las propias

propiedades mecánicas.

Finalmente, el balasto es parcialmente repuesto durante las operaciones de

renovación, lo que hace posible restringir el coste de nuevos materiales, y

consecuentemente, el gasto generado.

Construcción

El proceso de construcción de la vía sobre balasto se compone de pasos sucesivos

hasta completar la última capa, lo que hace posible, hasta un estado relativamente

avanzado de construcción, circular con vehículos sobre la última capa para realizar

mediciones geométricas y a partir de ellas corregir los defectos de calidad que se

produzcan durante la construcción. Un sistema así permitirá la introducción de

“procesos de control de calidad”.

Por consiguiente, la calidad de las vías obtenidas con los métodos estándar

(máquinas bateadoras y niveladoras) es como mínimo equivalente a la de las

realizadas con mayores dificultades en vía sin balasto. Es fácil obtener desviaciones

estándar de nivelación de menos de 0.3 mm en una línea de nueva construcción.

Se tendrá como objetivo los siguientes aspectos constructivos:

Calidad esperada del producto construido (calidad geométrica de la línea).

Reducción de riesgos que impliquen una construcción inaceptable (posibilidad de

correcciones durante el proceso de construcción).

Reducción de perturbaciones creadas por otras actividades, incluyendo las

propias del transporte (ausencia de interrupciones de tráfico en vías adyacentes).

Mantenimiento

La vía sobre balasto debe de tener en cuenta los principales riesgos relacionados

con la degradación que puede ocurrir durante la operación del sistema de vía,

aplicando la definición de los procedimientos de mantenimiento que han de

aplicarse, tanto a la superestructura como a los equipamientos complementarios,

identificados en términos de:

Mantenimiento estándar y vigilancia, y tratamiento de disfunciones limitadas y de

pequeña entidad (reparación de carriles, sujeciones, etc.).

Reparaciones importantes (tratamiento de disfunciones graves).

Hay que incluir en estos requisitos aquellos relacionados con aspectos

socioeconómicos de los trabajos de mantenimiento, que pueden tener una

considerable influencia en los costes.

Costes y tiempo de construcción

El resultado general del estudio de las propiedades funcionales de la vía sobre

balasto conduce invariablemente a un análisis cruzado de costes-tiempo de

construcción, ya que la construcción de un sistema de superestructura de vía

habitualmente implica una reducción del potencial de transporte en parte de la red



existente o un decalaje de los costes de inversión durante considerables periodos de

tiempo.

Especificaciones técnicas:

Como ya se ha comentado, las características del balasto a emplear en la

superestructura de vía se encuentran definidas en la norma N.A.V.3-4-0.0

“Características Determinativas de la Calidad del Balasto” y en la ficha UIC-719 R.

El dimensionado de la banqueta y la sub-base se ha realizado teniendo en cuenta:

Las características de los suelos que constituyen la plataforma, en el

tramo de vía considerado.

Las características de la plataforma como conjunto.

Las condiciones climatológicas de la zona de ubicación de la plataforma.

El armamento de la vía.

Las características del tráfico en el tramo considerado:

- Velocidad.

- Transporte de viajeros o mercancías.

- Tráfico ficticio diario (ton-km).

Es de destacar que, el correcto espesor del balasto bajo la traviesa, determina el

reparto adecuado de las cargas verticales, finalidad en la que colabora el espesor de

la capa de subbalasto. Por este motivo el dimensionado de la banqueta no se

considera como un hecho aislado, sino que se tienen en cuenta ambos espesores

(balasto y subbalasto).

El volumen de la banqueta de balasto viene determinado por las siguientes

características:

- Espesor total: Se considera suma del espesor de balasto bajo traviesa y del

espesor de la capa de enrase. El primero queda ligado al espesor de la capa

de subbalasto.

- Dimensiones en planta: hombros de la banqueta y ancho de la entrevía.

- Talud del balasto.

- Pendiente transversal de la superficie de la capa de forma.

- Refuerzo de la capa de enrase.

A continuación se describen los parámetros indicados:

Espesor de balasto bajo traviesa

De acuerdo con lo expresado en el apartado 5.1 de la vigente norma N.A.V. 3-4-1.0

“Balasto. Dimensionado de la banqueta” y los criterios de la ficha UIC 719 R, el

espesor de balasto bajo traviesa será, como mínimo, de 30 cm.

Capa de enrase del balasto

La capa de enrase tiene como finalidad absorber los esfuerzos horizontales que

transmiten los carriles. El balasto colocado entre traviesas debe neutralizar las

acciones longitudinales en tanto que los hombros de la banqueta anulan los

esfuerzos transversales. Para ello es necesario que el balasto esté bien consolidado.

La norma N.A.V. 3-4-1.0 considera que estos elementos granulares deben quedar

encastrados más de la mitad de su diámetro en la banqueta, esto es, 32 mm como

mínimo, ya que el mayor porcentaje de granos tiene diámetros comprendidos entre

25 y 63 mm.

El enrase adoptado en el presente proyecto (altura de la capa de enrase), tomando

como referencia el punto más bajo del patín del carril, es de 200 mm.

Hombros de la banqueta

El hombro de la banqueta depende, esencialmente de la magnitud de las acciones

transversales transmitidas por los carriles. Se adoptan iguales dimensiones tanto

para las alineaciones curvas como las rectas.

La anchura del hombro lateral de la banqueta adoptado será de 0,90 m, medidos a

partir de la cara interna (borde activo) del carril (N.A.V. 7-1-0.3).



Talud del balasto, a partir del hombro exterior de la banqueta.

El talud de balasto depende de la naturaleza de su roca origen y de la curva

granulométrica adoptada para su composición. La variación de sus características es

muy restringida, dentro de las exigencias prescritas por el Pliego de Condiciones

para su suministro y con la compactación puede considerarse nula. Se fija, por tanto,

la relación invariable de 3H: 2V, para el talud exterior de la banqueta, tal y como

queda reflejado en los planos de sección tipo adoptada para las vías que se asientan

sobre este material.

Terminación de la banqueta

La banqueta de balasto tiene como finalidad repartir las cargas verticales sobre la

plataforma y absorber los esfuerzos horizontales impidiendo el desplazamiento de la

vía, tanto longitudinal como transversalmente. Para cumplir estos fines, el balasto

que la constituye debe estar bien consolidado, además de poseer unas

características adecuadas, y la propia banqueta debe estar dotada de dimensiones

suficientemente amplias, pero no excesivas, dado el coste del balasto y el

sobreprecio que supone aumentar la plataforma para alojarla.

La banqueta termina en una superficie transversal plana paralela a la superficie de

rodadura, es decir, con el mismo peralte que la vía. En la entrevía de las

alineaciones curvas esta superficie es quebrada, quedando formada por dos planos,

con igual inclinación que el peralte, unidos por otro que corresponde a la inclinación

del talud del balasto (3H/2V).

Balasto:

El espesor teórico nominal de balasto se establece en 30 cm mínimo bajo traviesa

en el eje de los carriles en los hilos interiores de ambas vías.

La piedra partida procederá de la extracción, machaqueo y cribado de bancos sanos

de canteras de roca dura de naturaleza silícea, de origen ígneo o metamórfico, no

aceptándose el balasto de naturaleza caliza o dolomítica, o el procedente de rocas

sedimentarias o cantos rodados, ni con fragmentos de madera, carbonosos u otras

materias orgánicas, ni el que contenga plásticos o metales. Se prohíben los

suministros de balasto procedentes de la mezcla de rocas de diferente naturaleza

geológica.

El balasto está compuesto fundamentalmente por elementos de piedra partida de

tamaño comprendido entre 31,5 mm y 50 mm en su mayor parte, con una curva

granulométrica bien graduada para conseguir un mayor número de contactos entre

partículas (lo cual origina en las mismas un número menor de roturas por dichos

contactos y un inferior asentamiento de la superestructura). La granulometría del

balasto cumplirá con los límites expresados en la categoría “A” o “1” de la Norma

Europea y de acuerdo con la siguiente Tabla:

TAMAÑO(mm) % DE LA MASA QUE PASA

63 mm 100

50 mm 70-100

40 mm 30-65

31,5 mm 0-25

22,4 mm 0-3

31,5-50 mm 50

La curva granulométrica del balasto se situará dentro del uso granulométrico definido

en la tabla anterior.

Subbalasto

La capa de subbalasto debe estar formada por una grava arenosa bien graduada,

con algún porcentaje de elementos finos para que sea compactable, no se desligue

bajo el tráfico de las máquinas durante la obra, sea insensible al hielo y proteja la

plataforma de la erosión de las aguas de lluvia.

La pendiente transversal mínima, al igual que la capa de forma, será del 5%,

adoptándose en todos los casos un espesor mínimo de la capa del subbalasto de 25

cm.



Traviesa

A las dos funciones principales de la traviesa, que son servir de soporte a los carriles

y repartir sobre las capas inferiores las cargas transmitidas por aquellos, debemos

buscar otras prestaciones en la traviesa, según su tipología y materiales, como

pueden ser una excelente sujeción, un buen comportamiento en el mantenimiento

del ancho de vía, posibilidad de ser reutilizada posteriormente y durabilidad frente a

condiciones climatológicas extremas y ambientes húmedos.

Se ha supuesto ancho de vía convencional, con un valor de 1,668 m. En el presente

proyecto se adopta la traviesa polivalente PR-01 para constituir el armamento de la

vía. Este tipo de traviesa permitirá, en caso de ser necesario, la adaptación al ancho

de vía internacional (1,435 mm) sin necesidad de cambiar todo el armamento.

Las traviesas se colocarán a 60 cm entre ejes, por lo que el número de traviesas

será de 1.667 unidades por kilómetro en tramos rectos, conforme a la Norma N.A.V.

3-1-1.0 “Traviesas de Hormigón Armado” en lo referente a forma y dimensiones,

marcas de fabricación y modo correcto de transporte, descarga y apilado de dichas

traviesas. Esta separación podrá disminuirse en función del radio de las curvas

existentes, para asegurar la geometría de la vía.

Sujeciones

Se proyecta el armamento de vía, constituido por traviesas PR-01, con sujeciones

VM.

El tipo de fijación adoptada entre carril y traviesa para el presente proyecto es la

sujeción elástica V.M.

La sujeción se fabrica para ser colocada en traviesas polivalentes tanto para carril

UIC-54, como para UIC-60.

La sujeción se basa fundamentalmente en:

La forma y características de la grapa elástica que oprime el patín del carril

contra la traviesa a través de su placa de asiento.

La forma de la placa acodada guía del carril sobre la que ejerce su presión la

grapa elástica.

El aislamiento y facilidades de apoyo que proporciona la placa de asiento del

carril y la plantilla aislante de la placa acodada guía.

La inserción del tirafondo de presión en la espiga roscada de material plástico.

El conjunto proporciona una correcta curva de apriete-deformación, de la grapa, para

el funcionamiento de la sujeción y un buen aislamiento de los hilos de la vía.

La sujeción V.M. está compuesta de los elementos que se relacionan a continuación:

4 tirafondos nº 9 galvanizado con arandela.

4 clips elásticos SKL-12.

2 placas acodadas int. de 60 kg.

2 placas acodadas ext. de 60 kg.

2 placas de asiento para carril de 60 kg.

2 plantillas aislantes

2 suplementos soporte carril.

4 espigas roscadas de alojamiento de tirafondo.

En lo que se refiere al montaje de la propia sujeción y su montaje en vía, nos

remitimos a la norma N.A.V. 3-2-2.0 “Sujeciones de carriles.-Sujeción elástica V.M.”

Carril

En una vía, el carril constituye el elemento sustentador del material rodante,

actuando como dispositivo para su guiado y siendo por tanto, el elemento principal

de la vía.

Cualquier irregularidad en el plano de la superficie de rodadura provoca esfuerzos

dinámicos adicionales creando defectos geométricos que se traducen en un mayor

mantenimiento.

Además, estas irregularidades producen solicitaciones anormales que afectan

directamente al confort del viajero.



Para la ejecución del presente proyecto se utilizará carril de 60 kg/m. En las vías de

provisionales, se dispondrá carril de 54 kg/ m de segundo uso.

Para las condiciones de transporte y descarga de carriles serán de aplicación las

normas N.A.V. 3-0-0.0 “Barras Elementales” y la N.A.V.3-0.1.0 “Barras Largas”. En

los procedimientos de soldadura de estas barras serán de aplicación las normas

N.A.V.3-3-2.0 “Uniones por soldadura”; N.A.V.3-3-2.1 “Soldaduras aluminotérmicas”

y N.A.V.3-3-2.4 “Recepción de conjuntos para soldeo aluminotérmico”.

Adicionalmente, se dispondrán cupones mixtos que permitan la transición entre

carriles de distinto tipo. Estos cupones mixtos se colocarán provisional o

definitivamente en todos aquellos puntos donde sea necesario el paso de un carril

UIC-54 al UIC-60. Concretamente, se dispondrán de forma definitiva en el origen y

final, en las zonas de enlace del proyecto con el resto de la línea.

El carril es del tipo 60 E1, en situación definitiva y carril tipo 54 E1 en vías

provisionales.

Sus características son las siguientes, referidas a la Norma Europea

CEN/TC256/WG4 “Flat Bottom symmetrical railway rails 46 kg/m and above”

(Carriles simétricos de base plana de 46 kg/m y superiores) de Marzo de 1998:

- - Perfil del carril: clase X

- - Enderezado: clase A

- - Grado del acero: 260 (Carbono-Manganeso)

- - Resistencia a tracción: 880 N/mm2

- - Dureza: 260/300 HBW

- - Alargamiento: 10%

Otras características geométricas fundamentales, que deben cumplir estrictamente

las barras elementales procedentes de la acería, tienen relación con las tolerancias

del acabado del perfil, la rectitud en los extremos, la planitud superficial y la torsión.

Soldadura eléctrica

Todas las soldaduras deben llevarse a cabo mediante una máquina soldadora

automática y provista de una secuencia de soldadura programada.

Las superficies de los extremos a soldar se pulen para eliminar impurezas y restos

de óxidos, con el fin de proporcionar un óptimo contacto eléctrico entre dichos

extremos. No se permiten defectos en los extremos, ocasionados bien por una

incorrecta limpieza, o por un defectuoso contacto eléctrico.

La preparación de los extremos se puede realizar mecánica y manualmente.

Los carriles se sujetan mediante mordazas, ejerciendo una fuerza sobre ellos que no

cause deformaciones o deterioros.

Para la correcta alineación de la soldadura, una vez amarrados los carriles, se han

de alinear en la máquina los extremos para alcanzar las tolerancias finales

prescritas.

Si se efectúa un chisporroteo inicial para eliminar las irregularidades presentes en

las secciones de los extremos de los carriles para dejarlas perfectamente paralelas,

éste no deberá sobrecalentar el carril causando desperfectos.

Durante el precalentamiento, la distribución del calor ha de ser uniforme, dividiendo

el proceso en varios precalentamientos, si es necesario.

Una vez iniciado el chisporroteo, debe ser continuo y sin interrupciones.

La fase de recalque comienza inmediatamente después del chisporroteo final, y se

debe efectuar de tal manera que no queden burbujas de aire en la zona soldada y

que los restos de óxido sean expulsados para que su presencia en la unión soldada

se reduzca al mínimo.

En el recalque debe mantenerse una corriente eléctrica durante un cierto tiempo,

pero en ningún caso tanto como para producir sobrecalentamientos en la unión

soldada.



El tiempo transcurrido desde el final del recalque o forja, hasta que se retiran las

mordazas que sujetan los carriles, ha de ser como mínimo de 5 segundos.

Los parámetros de soldadura utilizados por la máquina durante la fabricación han de

ser los mismos que se utilizan en su proceso de homologación.

Estos parámetros son:

- Intensidad de corriente

- Presión o fuerza de recalque

- Desplazamiento

- Tiempo

- Identificación del programa y detalles de configuración

La marca de identificación de cada carril debe estar en el mismo lado a lo largo de

toda la barra soldada.

Los carriles deberán alinearse lateralmente apoyándose en un determinado borde,

izquierdo o derecho, o en la línea central del carril. La retirada mediante desbarbado

del exceso del material producto de la fusión de los carriles se debe realizar evitando

producir alteraciones de tipo mecánico o térmico en el carril. Este desbarbado

siempre se realizará por medios automáticos. La superficie del área de desbarbado

deberá estar libre de fisuras.

Se permite el esmerilado de la soldadura, pero en cualquier caso no deberá dañar al

carril o a la soldadura ni reducir las dimensiones originales del perfil del carril.

Durante el desbarbado la temperatura del carril en el centro del alma debe ser

superior a 500ºC. Asimismo la zona de soldadura deberá estar comprimida.



5. VÍA EN PLACA

1. INTRODUCCIÓN

La superestructura montada con vía en placa estará comprendida entre los P.K.

88+120 y 90+090.

Se opta por esta solución ante posibilidad de hacer el nivel superior de la placa de

hormigón, en la que la parte superior del carril queda enrasada a niveles cercanos o

iguales al pavimento acabado, permitiendo que por la placa puedan circular

vehículos que tradicionalmente sólo lo podían hacer por calles o carreteras.

Esta posibilidad ha hecho que el concepto de carril embebido se este convirtiendo

en standard obligatorio y se esté aplicando cada vez más en túneles por la facilidad

que dan para la circulación de vehículos de seguridad ciudadana (Ambulancias,

Bomberos) así como para trabajos de mantenimiento (Circulación rodada en el

mismo sentido que la vía).

El sistema propuesto en este Proyecto Constructivo, hace que no sea necesario

llevar a cabo realineaciones de la vía a lo largo de la vida útil de la vía, y es un

sistema eficaz que se ha optimizado al máximo, el denominado DFF/T, salvo en las

zonas donde habrá que aplicar medidas específicas antivibratorias.

Por la propia interacción de la rueda con el carril, el material móvil que circula sobre

la vía, genera vibraciones que se transmiten a través de los medios sólidos, solera

del túnel, hastíales y la estructura de los edificios, al interior de las viviendas; el

efecto tambor de los forjados genera por un ruido interno, y de aquí que tenga que

cuidarse o bien la estructura de los edificios, cuando son de nueva construcción, o

bien actuar con los aislamientos adecuados en la construcción de la superestructura.

Como consecuencia, en el Proyecto Constructivo se aplica sobre la vía medidas

antivibratorias, proponiendo soluciones que incrementan notablemente tanto la

absorción de vibraciones, como la seguridad del material que va a circular sobre la

vía y la economía del sistema.

Sistema DFF/T

2. DESCRIPCIÓN

Este sistema, presentado en la siguiente foto, está formado por:

- 2 Insertos embebidos en el hormigón que forma la losa armada.

- 1 Placa base, para soportar el premontaje y posibilitar la regulación en

nivelación y en alineación.

- 1 Suela atenuadora de vibraciones.

- 1 Placa metálica, provista de hombros para sujetar las fijaciones



- 1 Suela bajo patín de carril

- 2 Fijaciones DSA

- 2 Topes aislantes DSA

- 2 Reguladores de posición

- 4 Arandelas

- 2 Espárragos M-27

- 2 Resortes

- 2 Tuercas de seguridad

- El sistema de fijación DSA, ha sido concebido para responder a dos

exigencias esenciales:

- Ser la interfase entre carril y base apta para vías muy solicitadas.

- Asegurar por su concepción del tipo “Fit & Forget” una garantía de cualidades

tanto en la colocación como en el mantenimiento.

Una vía con fuertes solicitaciones bien sea debido al peso por eje, velocidades o

frecuencias de paso, tiene que presentar una flexibilidad a fin de filtrar eficazmente

los choques de rueda carril; esta flexibilidad debe no obstante ser compatible con un

mantenimiento correcto del carril en los planos longitudinales, horizontales y en el

rotacional. La fijación DSA cumple con estas funciones por la propia presión que

ejerce el clip, por el guiado que presentan sus topes de poliamida y por el dispositivo

antivuelco, todo ello asociado a la suela bajo patín de carril. Un sistema “Fit &

Forget” debe asegurar sus funciones sin que haya ninguna duda sobre la capacidad

de sus componentes en cumplir esta función. Esto es verdaderamente importante

por su propia naturaleza dado que estos tipos de fijaciones no permiten el control a

posteriori de los aprietes que están efectuando en el patín del carril. En la fijación

DSA, existe un dispositivo antivuelco que limita el movimiento vertical por lo que se

elimina todo el riesgo de una deformación permanente que puede producirse

durante las operaciones de mantenimiento de la vía, y a la vez dispone de una

concavidad en su posicionamiento con el inserto que impide su extracción

accidental, es necesario una herramienta para su desmontaje.

3. FIJACIÓN DSA

El clip está constituido por un acero tratado térmicamente de 18 mm y que tiene la

particularidad de estar provisto de una uña que encaja con la placa de fundición, lo

que lo convierte en un sistema antivuelco, el contacto entre uña y placa se produce

en el caso de una rotación excesiva del carril a causa de algún esfuerzo anormal.

Esta rotación queda bloqueada por el dispositivo antivuelco lo que asegura el

mantenimiento de todas sus características, es decir se elimina la posibilidad que la

fijación sufra una deformación permanente ya que no puede sobre pasar su límite

elástico.



Sistema anti-vuelco.

La resistencia al deslizamiento que presentan un par de fijaciones DSA es del orden

de 11,06 kN, superior al valor mínimo solicitado; ello se obtiene gracias al elevado

coeficiente de rozamiento que presenta la suela con el carril y el tope de poliamida

con el patín, todo ello combinado con la presión que efectúan las fijaciones sobre el

conjunto: tope – carril – suela.

El contacto rueda carril es el origen de choques de duración y amplitudes diversas

que son debidas al paso de las masas rodantes sobre el carril, el cual puede

presentar diversos defectos como puede ser desgaste ondulatorio, o bien planos en

las ruedas. Estos impactos pueden afectar la resistencia de la solera de base, que

es donde se encuentran ancladas las fijaciones.

El sistema de fijación DSA permite, gracias a su dispositivo antivuelco,

la utilización de suelas bajo patín de carril de baja rigidez.

Esta baja rigidez asociada a la masa del carril permite un filtraje eficaz

de las altas frecuencias vibratorias, es decir los choques antes mencionados; de lo

cual resulta una excelente protección de la placa base y de la solera, que a su vez

se encuentra salvaguardada por el elastómero atenuador.

La fijación DSA, posee un valor de rigidez muy bajo cuando el carril comprime a la

suela bajo carril; la variación del esfuerzo de apriete encima del patín del carril es

gracias a su curva de deflexión, muy bajo. Este apriete casi constante permite

mantener las características globales del sistema DSA.

4. ENSAYOS DE FATIGA DEL SISTEMA DSA

Resultados del ensayo:

Después de 3.000.000 de ciclos, el sistema funciona correctamente sin ningún

desgaste anormal de sus componentes, (hay que destacar que se ha efectuado el

mismo ensayo eliminando el sistema antivuelco y en el mismo se detecto un

incremento de los desgastes) La fijación DSA tanto en lo que se refiere a ensayos

estáticos como dinámicos, cumple perfectamente con las condiciones exigidas a una

fijación de altas prestaciones. El sistema de fijación elástica DSA, permite adaptar

las características de funcionamiento a las exigencias particulares impuestas por las

cargas por eje, tonelaje, trazado, velocidad etc.

El esfuerzo de la fijación sobre el patín, puede ser ajustado eligiendo el diámetro de

hilo adecuado; para un esfuerzo de 900 daN por fijación se emplea un hilo de

diámetro 18 mm. (Para un esfuerzo de 1.200 daN por fijación se emplea un hilo de

diámetro 20 mm)



La altura del tope del dispositivo antivuelco, es también variable pudiéndose elegir

un juego predeterminado en el montaje entre clip e inserto; esto garantiza de manera

absoluta una limitación de los esfuerzos a que está sometida la fijación en servicio,

adecuándola a las condiciones de explotación de la línea.

Resorte compensador

Arandela aislante

Placa metálica

PARTICULARIDADES

En la figura gráfica anterior, destacamos la actuación del resorte compensador de

las variaciones de altura debidas al comportamiento de la suela atenuadora de

vibraciones al paso del tren.

Dentado placa base

En la figura superior se observa el dentado del posicionador, a fin de poder efectuar

las correcciones de alineación en el caso de ser necesarias debido a defectos de

montaje.

5. DESCRIPCIÓN DE LOS ELEMENTOS

CLIP DSA

Esta formado en acero de calidad 56 Si Cr 7, para conformación en caliente, que ha

sido sometido a un tratamiento térmico con un revenido posterior, dejándolo en una

dureza de 40 / 44 HRC. Este clip cumple con toda la normativa CEN y entra dentro

de la clasificación de fijaciones elásticas.



PLACA METALICA APOYO CARRIL

Es de fundición de grafito esferoidal, cumpliendo con la norma UNE-EN 1563 y que

corresponde a la calidad EN – GJS – 500 – 7 (EN – JS 1050), cuyas características

principales son:

Resistencia al cizallamiento 450N/mm 2

Modulo elasticidad (E) 169 GN/mm

Resistencia a la compresión 800N/mm

Estructura predominante Ferrita – Perlita

NT - 02002

TOPES AISLANTES

Los topes aislantes cumplen con la especificación técnica NT 02003 revisión A. El

material corresponde a una poliamida cargada con fibra de vidrio, siendo los valores

de ensayo de dicho material conforme a la normativa: Nf T 51-063; NF T 51-166; NF

T 51-071 y 072; NF T 51-049; NF T 51-221; NF T 51-034; NF T 51-001; NF T-035;

ISO 2039.2 y Nf C 26-215

CONJUNTO SUELA ATENUADORA Y SUPLEMENTO

La suela atenuadora está formada por un elastómero de rigidez controlada, ver NT

02004 E

Dicha suela se comprime al paso del tren, trabajando el sistema como el clásico

formado por masa resorte.

Este sistema es el que efectúa el filtrado de las vibraciones que genera la rueda

carril. Existen diversas rigideces de suela en función de las masas que tienen que

circular por la vía es decir, cada suela es específica al servicio que tiene que prestar.

Por lo que respecta a la suela aislante que se utiliza para facilidad del hormigonado,

se realiza en poliamida o bien en etileno vinilo acetato.



6. FORMA DE SUMINISTRO

Dicha fijación se suministra parcialmente premontada, lo cual evita mucha

manipulación en el montaje de la vía, así como las pérdidas de elementos durante el

reparto de los materiales, en las fotografías siguientes se refleja la forma de

suministro con los elementos que aceptan el premontaje.

Fijación DFF/T para un solo ancho, premontada (en estado de suministro)

A continuación se comentan las características y ventajas principales del sistema.

Estanqueidad del sistema.

El material de relleno queda adherido al carril y a la canaleta de hormigón, o metálica

que lo recibe, el sistema es totalmente estanco y es imposible la penetración de

agua, aceite, detergentes o sustancias químicas.

Circulación no ferroviaria.

Se diseña un acabado para que la superficie superior de la placa es independiente

de la del sistema de fijación y puede hacerse incluso enrasar con el nivel de la

cabeza de carril. Esta característica permitirá la circulación de vehículos sobre

neumáticos para mantenimiento, en emergencias (Ambulancias, Bomberos) a lo

largo de toda la vía. Asimismo, esta falta de obstáculos simplifica y acelera

significativamente la evacuación a pie de los pasajeros de unidades que, por

cualquier causa, queden detenidas en la vía. Esta facilidad de circulación es

especialmente apreciable en túneles como el que se proyecta.

Las fijaciones quedarán protegidas por un capuchón metálico desmontable que

soportarán el paso de vehículos.

Reducción del espesor para alojar el sistema.

El carril precisará de una masa bajo carril de espesor mínimo donde se alojarán las

fijaciones del carril. Esta circunstancia permite ahorros notables o ventajas muy

apreciables en relación con otros sistemas que la vía exige o permite.

El uso de vía en placa con las fijaciones propuestas supone una ventaja importante

en cuanto a la reducción de espacio necesario bajo el carril, y permite un ahorro de

diámetro del orden del espesor del balasto.

En obras como la que se describe, con soterramientos urbanos, y en general en

pasos de sección rectangular, la menor altura entre el fondo de la losa y el nivel de

la vía que el carril con estas fijaciones requiere permite reducir la sección en

profundidad.

En el caso de losa plana bajo la vía, el sistema permite un incremento sustancial

(entre 40 y 75 cm), y en general, una disminución del ruido producido por el paso de

los trenes.



Ventajas que presenta el sistema

Sobre este sistema se tiene una amplia experiencia en tranvías, cercanías,

estaciones y túneles.

Este sistema reduce casi por completo los costes de mantenimiento de la

infraestructura, debido a las buenas propiedades de durabilidad y

estancamiento del material de sujeción, incluso aumenta la confianza del

servicio al minimizar el mantenimiento de emergencia.

Incremento significativo de la durabilidad por la protección del carril al

disponerse embebido; no se precisa maquinaria pesada para su instalación.

Es accesible al tráfico de emergencia: configuración de una superficie apta

para la circulación de peatones y vehículos. Facilidad de desalojo del pasaje

de un tren en el caso de avería ya que no existe ningún elemento transversal

en la vía.

Se disminuyen las dimensiones a excavar en un túnel.

Aporta mejoras en la elasticidad, amortiguación y rigideces.

Apoyo y soporte continuo en las tres dimensiones reduciendo la carga sobre

el carril y disminuyendo la fatiga. Perfecta fijación longitudinal y transversal,

dado que la vía no puede desplazarse de su ubicación. No se producen

sobreanchos dinámicos.

Las cargas de impacto se reparten uniformemente.

Existe un buen sistema de drenaje y es casi imposible la penetración de agua

en las proximidades del carril.

Resistencia a la degradación producida por el agua, al ser una estructura de

hormigón.

Fácil mantenimiento de la limpieza de la superestructura. Este aspecto se considera

fundamental, al encontrarse la actuación dentro de un entorno urbano.

Soldadura del carril

La soldadura del carril debe efectuarse antes de proceder a la colocación del carril

en el interior de la canaleta. Para poder ejecutar correctamente la soldadura, se

colocará la barra larga sobre unos soportes dispuestos al efecto en el exterior de las

canaletas.

Losa de hormigón armado

Apoyada sobre la solera del túnel en mina, o de la solera de hormigón de los túneles

artificiales y tramos entre pantallas, se construirá una losa de hormigón armado con

una anchura de 2,97 m y 355 mm de altura bajo las canaletas que alojan el carril

para cada una de las dos vías.

La losa soporte es de hormigón armado HA-35, y el acero será del tipo B 500 S.

La losa soporte es de hormigón armado HA-35 se incorpora longitudinalmente una

parrilla superior de 15x15x Ø 8 y una inferior de 15x15x Ø 8, con cercos

transversales de Ø 12 cada 400 mm.

Canaleta

La canaleta se conforma longitudinalmente con la construcción de la propia losa.

Tiene un ancho de 206 mm y una altura de 227 mm entre fijaciones.

Como las fijaciones irán separadas cada 75 cm. Hay que prever el hueco para estas,

que serán un rectángulo de 486x350 mm. Estos huecos irán cada metro en las

zonas donde están previstas las fijaciones con medidas antivibratorias. El replanteo

de las zonas de transición, tendrán en cuenta la distancia progresiva del hueco de

las fijaciones que se irán variando de 0,75 a 1 metro.

Con el carril fijado, se colocará el producto sellador que hará estanco el sistema

carril - canaleta y carril – fijación.

Desagüe superficial transversal

La solución elegida para el drenaje de las aportaciones por la superficie, será con

una media caña de 10 cm de diámetro a ambos lados de la plataforma, en la base

de los pasillos de evacuación, conectados al colector central con canaletas de 10 cm

de ancho cada 40 metros aproximadamente, evitando el replanteo de las fijaciones.

La canaleta transversal dejará un espacio mínimo de 4 cm bajo carril. La canaleta

transversal recogerá también las aguas de filtración por ambos hastiales, que se

canalizará por una media caña practicada en el paseo de evacuación en la



intersección del plano vertical con el propio paseo. Esta media caña conectará con la

canaleta transversal cada 40 metros bajo las canalizaciones para las instalaciones

de señalización y comunicaciones que discurrirán bajo el pasillo de evacuación.

La distancia existente entre desagües, que como se ha comentado será de

aproximadamente 40 m, tiene además otra función: facilitar la extracción y reposición

del carril en caso necesario. Deberá existir un mínimo de 6 m entre esta canaleta

transversal y las soldaduras existentes.

Esta geometría permite realizar futuras instrumentaciones sobre el carril descubierto,

como por ejemplo determinar movimientos e inclinaciones sufridas por el carril,

maniobrar con el carril sin necesidad de picar el hormigón para permitir una sujeción

o simplemente como vía de paso para cableado que tenga que cruzar

transversalmente la vía de forma temporal.

Sección peraltada:

El trayecto en túnel, tal y como se ha descrito en el anejo de trazado, tiene una serie

de curvas que van peraltadas.

Con objeto de facilitar el paso de vehículos de emergencia, transversalmente la

superestructura estará definida en un solo plano, sin resaltos, de tal manera que en

los tramos a de curva circular a izquierdas, la vía izquierda previamente habrá

descendido para lograr el objetivo indicado anteriormente. De forma simultánea, la

vía derecha se elevará en la misma proporción. Cuando la curva sea a derechas, el

proceso será inverso.

Los peraltes que se definen en el proyecto tienen dos valores, el tramo anterior a la

estación, todas las curvas alcanzan los 10 mm, y en la curva a la salida de la

estación, el peralte fijado es de 55 mm; esto se traduce en los carriles exteriores se

tienen que desplazar verticalmente en el primer caso 16 mm y en el segundo 90 mm.

En el apéndice 1 del anejo e trazado se presenta, en formato tabla, cada 25 cm el

valor que los carriles exteriores se deben de mover verticalmente. Este valor se

obtiene del cálculo del perfil longitudinal de cada carril extremo.



6. SISTEMA ANTIVIBRATORIO

Introducción

En el estudio de Medio Ambiente, apéndice nº 4 y en el apartado 4.7.”Prevención del

ruido y vibraciones en áreas habitadas” del anejo nº 27 “Integración ambiental” se

detallan los resultados obtenidos en el estudio de vibraciones. Se propone la

implantación de un sistema destinado a la atenuación de las vibraciones producidas

por la circulación de trenes y cuya frecuencia de resonancia del sistema al paso de

tren se encuentra en torno a 10 Hz, para una carga por eje de 195 kN. La solución

propuesta combina la fijación de vía tipo superelástica Vanguard con apoyos

discretos Sylodyn NC 500x500x50 de 50 mm de espesor bajo losa.

Esta medida se implantará en los siguientes puntos:

o Del 88+360 al 88+405, longitud del tramo 45 m




o Por tanto la longitud total del trazado a tratar será de 650 m.

La solución combinada, manta más fijación superelástica, muy eficaz para mitigar las

vibraciones Law para el escenario evaluado.

La circulación de vehículos sobre carriles por la propia interacción de la rueda con el

carril genera vibraciones que se transmiten a través de los medios sólidos (solera del

túnel, hastíales y la estructura de los edificios) al interior de las viviendas, generando

por el efecto tambor de los forjados un ruido interno, de aquí que tenga que cuidarse

o bien la estructura de los edificios cuando son de nueva construcción, o bien actuar

con los aislamientos adecuados en la construcción de la superestructura.

En consecuencia, en este proyecto es necesario aplicar medidas antivibratorias,

proponiendo estas medidas al tiempo que se garantiza la seguridad del material que

va a circular sobre la vía y en la economía del sistema.

Esfuerzos

Oscilador linear armónico

La solución más efectiva con diferencia consiste en un sistema de masa-muelle en el

propio camino de rodadura del tren que realice la función de oscilador linear

armónico, el cual posee una frecuencia natural muy baja.

Principio de funcionamiento. Sistema de amortiguación masa-muelle

A lo largo de las últimas décadas se han venido ofreciendo diversas soluciones al

problema de las vibraciones como suelas bajo traviesas, mantas de balasto, etc.

Losa

Elastomero amortiguador



El problema de estos sistemas es que la inversión requerida es en todos los casos

muy elevada y pueden presentar según el tipo de sistemas dificultades de montaje

notables. Este último inconveniente se da principalmente en los sistemas de manta

con losa flotante.

Otros sistemas convencionales que no conjugan la acción de la masa y del resorte,

han tenido, hasta la fecha, el problema es que las deflexiones verticales obtenidas,

daban también como resultado un inaceptable movimiento lateral de la cabeza del

carril. De ahí que el principio de reducción de rigidez en el apoyo para aumentar el

grado de atenuación se viera limitado.

El sistema propuesto en este proyecto (Vanguard de Pandrol) ha solucionado estos

problemas con un sistema que logra una muy baja rigidez y un mínimo movimiento

de la cabeza del carril obteniéndose en consecuencia una atenuación de vibraciones

excepcional a un coste mucho más bajo que los sistemas de losa flotante.

Características generales

El sistema propuesto, se diferencia del resto de sistemas de fijación en el modo en

que coge el carril. Éste es soportado por debajo de la cabeza por medio de dos

cuñas que presionan el alma del riel de manera que el patín no apoya y queda

suspendido. El sistema novedoso de fijación permite la deflexión del carril de una

manera no traumática para los elementos que lo soportan reduciendo de esta

manera el mantenimiento del la vía.

Dos brazos metálicos con elastómero en su parte final, cogen al carril por el alma del

mismo. Las cuñas de caucho permiten un aislamiento eléctrico excelente gracias a

las especiales propiedades de la mezcla con la que se fabrica el elastómero. Esta

manera de sujetar el carril proporciona al mismo tiempo una reducción del ruido

aéreo proveniente de la vía. La tecnología de atenuadores de sonido en carril, utiliza

el mismo principio que esta fijación.

Con la particularidad de que el hecho de no tocar a la traviesa o a la base, evita el

impacto que es fuente de ruidos.

El factor ruido es un valor a tener en cuenta sobre todo en zonas de vía en placa ya

que este tipo de infraestructuras aumenta el nivel de ruido acústico con la

consiguiente molestia para los pasajeros.

La rigidez dinámica es realmente baja llegándose a los 7.5 kN/mm. Los valores de

deflexión pueden llegar a ser superiores a los 3 mm y en consecuencia los valores

de atenuación son casi tan bajos como los sistemas de losa flotante, siendo incluso

mayores en función del sistema de losa proyectado.



Otra de las ventajas del sistema es la versatilidad del mismo. Se puede instalar de

manera directa en la placa de hormigón, sobre traviesa o bloque de hormigón y

sobre traviesa de madera por lo que no existe prácticamente soporte en el que no se

pueda instalar. Las necesidades antivibratorias y la economía van a determinar el

tipo de elemento sobre el cual colocar el sistema.

Uno de los sistemas de mayor éxito por la utilización que ha tenido últimamente ha

sido la instalación sobre bloques o traviesas.

El despiece del conjunto:

Todos los conjuntos parten de una placa de fundición que servirá de base al resto de

elementos y que podrá ir situada sobre bloque-traviesa o sobre sistema de fijación

directa. En este caso la imagen responde a un sistema sobre dado de hormigón.

Dicha pieza tiene en su geometría unos salientes que penetran en el hormigón

agarrándolo, de manera que los esfuerzos verticales que podrían arrancarlo no

afecten al conjunto.

En segundo lugar, sobre dicha base se sitúa una suela elástica.

Tras la instalación de la suela, en el proceso de instalación, se coloca el carril de

manera que quede centrado entre las columnas que forman los ganchos o insertos

de la placa base.



Encajadas en las columnas que forman los insertos se sitúan los brazos de apriete.

Los brazos de apriete, o soporte, se colocarán a ambos lados del carril de manera

que la zona de agarre quede cogiendo a éste por el alma del mismo.

Con el fin de que el conjunto quede bien agarrado, se utiliza el tope de ensamblaje

que agarra al brazo de apriete y los insertos de la placa base.

El todo se acaba de adaptar gracias a un muelle que atraviesa el tope de

ensamblaje y el inserto.

Instalación del sistema:

El sistema de fijación descrito, no utiliza herramientas convencionales de instalación

en el proceso de montado. Su especial manera de fijar el carril determina esta

circunstancia. Por otro lado el sistema puede ser aplicado en todos los tipos de vía

existentes. La colocación se realiza por medio de una sola persona con una simple

herramienta de mano.

El principio de instalación se basa en la aplicación lateral de una precompresión

sobre la cuña de elastómero que abraza al carril. Esta precompresión mantiene el

riel de manera lateral al tiempo que permite el movimiento vertical de la vía



La máquina comprime el caucho y eleva el conjunto permitiendo la inserción del

muelle de apriete entre las cavidades de la columna del inserto y el tope.

Experiencias con el sistema Vanguard

Las experiencias realizadas en nuestro país se han llevado a cabo en las líneas de

metro de Madrid. Los datos que seguidamente se darán, se han sacado de dicho

estudio. La toma de datos se ha hecho con arreglo a normativa y se ha procedido a

la colocación de captadores en el hastial del túnel y en el centro de la vía.

Los resultados obtenidos son los que seguidamente se expresan:

16 20 25 31.5 40 50 63 80 100 125 Frecuencias (Hz)

Como se puede ver en la gráfica los resultados dan los niveles de vibración más bajo

de todos los demás sistemas antivibratorios.



El gráfico anterior hace referencia al nivel total de vibraciones obtenido. En dicho

estudio se colocaron así mismo captadores para ver la deflexión del conjunto. Los

resultados obtenidos son los que aparecen seguidamente.

La máxima deflexión del sistema la aporta la fijación Vanguard.



7. ZONA DE TRANSICIÓN

La ubicación de una superestructura dotada de vía sin balasto supone

necesariamente un cambio en la rigidez con respecto a la vía con balasto, tanto de

la infraestructura como de los propios elementos de vía. Este cambio, si no es

tratado adecuadamente, puede ocasionar asientos diferenciales en la zona menos

rígida que a su vez pueden provocar deterioros en la zona balastada y disminución

de la vida útil de diferentes elementos. Es, por tanto, el dimensionamiento y posterior

ejecución de las zonas de tránsito uno de los puntos clave para asegurar el buen

comportamiento de un sistema de vía sin balasto.

En este proyecto, serán necesarias dos tipos de transiciones de vía en placa a vía

en balasto, situadas en los P.K. 88+120 y 90+090, y junto a los pasos inferiores de la

calle Agricultura y Comercio, p. k. 87+570y 87+900 respectivamente.

Según la norma N.A.V. 7-1-9.1., la zona de transición ha de abarcar una longitud

mínima, en metros, de 0,4V. Considerando una velocidad de 120 Km/h, esta

transición debería tener una longitud mínima excepcional de 48 m, afectando a las

primeras 21 traviesas de la vía sobre balasto.

Para su ejecución, se prolonga la subbase de suelo cemento de la vía en placa y se

reduce la distancia entre traviesas monobloque en la zona sobre balasto. En esta

zona no deberán efectuarse cruces transversales a la vía para conducciones.

La última soldadura debe estar al menos a 4 m de la zona hormigonada, y la primera

soldadura en la vía sobre balasto al menos a 12 m del final de la vía hormigonada.

Asimismo, la cara lateral de la primera traviesa sobre balasto deberá estar a 200 mm

del final de la placa de hormigón.

En el proyecto existen varios tipos de cuña de transición que se localizan en:

Dos pasos inferiores, de capa de forma a hormigón, sobre las calles Agricultura y

Comercio con los correspondientes P.K.:

De P.K. 87+553 a 87+568

De P.K. 87+575 a 87+590

De P.K. 87+880 a 87+895

De P.K. 87+910 a 87+925

La siguiente curva de transición, se plantea para pasar de balasto a vía en placa.

Esta superestructura se plantea en los extremos del soterramiento.

De P.K. 88+070 a 88+120

De P.K. 87+575 a 87+590

De P.K. 90+090 a 90+140

Por último habrá que tener en cuenta los cambios sobre la superestructura pasando

de sujeción rígida a elástica, con placa amortiguadora bajo losa.

Para ello se propone cambiar la cadencia de los puntos de apoyo antes de llegar a

los P.K. definidos con medidas antivibratorias, con el siguiente criterio:

En el sentido creciente de la kilometración por el lado entrada a la zona de la manta

y la fijación superelástica, se colocarán 6 sujeciones rígidas, incrementando la

separación entre ellas 5 cm, a partir de los 75 cm, hasta llegar a 1 m. En total se

repartirá a lo largo de 4,5 metros. A parir de aquí se incluirán sujeciones

supereslásticas de tal manera que comiencen separadas 75 cm y se irán

incrementando 5 cm entre ellas hasta llegar a 1 metro, donde ya tendrá manta bajo

losa.

Por el lado salida de la manta amortiguadora, el criterio será inverso, con la misma

separación entre puntos de apoyo: primero la sujeción elástica y luego la rígida.

La longitud total de estas cuñas de transición será de 9 metros.

Los puntos donde se plantea sujeción elástica con manta bajo losa es la siguiente:

Del 88+360 al 88+405, longitud del tramo 45 m






Por tanto la longitud total del trazado a tratar con manta y sujeción elástica será de

650 m..

Este reparto podría sufrir alguna modificación según el criterio del fabricante de los

materiales a colocar en el carril y bajo la losa, que no tendrán que ser

necesariamente del mismo suministrador.

8. APARATOS DE VIA: UBICACIÓN Y VELOCIDADES DE PASO

POR DESVIADA

Los únicos aparatos de vía que se utilizan en este proyecto hacen referencia a las

situaciones provisionales de explotación de vía durante las diferentes fases de obra.

Se utilizan dos tipos de aparatos de vía: tg tipo 0.11 CR en el lado de Molins de Rei

y el correspondiente al desvío frente a la estación actual, y Tg tipo 0.09 CC en el

lado Barcelona, una vez superada la actual estación.

Durante las situaciones provisionales, al colocarse aparatos tg 0.11 el paso de la

circulación de vía general se hará por vía desviada, mientras que en el caso de los

aparatos Tg 0.09, el paso lo harán por directa.

Las restricciones a la velocidad vendrán condicionadas por el aspecto más

desfavorable, que en este caso presumiblemente será el mantenimiento de la

seguridad en los trabajos próximos a la vía.

FASE Tipo Aparato P.K. C.M. X Y Azimut Matricula Plano V. de paso

1 (V. Dcha) Tg 0.11 87+428,003 419.613,895 4.583.303,280 171,5283 DS - C - 54 - 250 - 0,11 - CR - I/D P.16.0930.00 160/40

1 (Escape) Tg 0.11 87+429,645 419.618,038 4.583.303,893 171,5283 DS - C - 54 - 250 - 0,11 - CR - I/D P.16.0930.00 160/40

1 (Escape) Tg 0.11 87+465,159 419.633,462 4.583.271,736 171,5283 DS - C - 54 - 250 - 0,11 - CR - I/D P.16.0930.00 160/40

0 (V. Dcha) Tg 0.11 88+942,497 420.397,231 4.582.025,893 145,6350 DS - C - 54 - 250 - 0,11 - CR - I/D P.16.0930.00 160/40

0 (V. Dcha) Tg 0.09 89+490,589 4.207.45,222 4.581.605,161 164,0219 DS - C - 54 - 500 - 0,09 - CC - I/D P.16.0910.00 200/60

0 (V. Izda) Tg 0.11 88+942,497 420.399,734 4.582.028,765 145,6350 DS - C - 54 - 250 - 0,11 - CR - I/D P.16.0930.00 160/40

0 (V. Izda) Tg 0.09 89+491,690 420.748,440 4.581.607,201 164,0219 DS - C - 54 - 500 - 0,09 - CC - I/D P.16.0910.00 200/60



APÉNDICE 1: FIGURAS



APÉNDICE 2: CERTIFICADO DE CALIDAD

ANEJO Nº 10. SUPERESTRUCTURA Y SECCIÓN TIPO · de las vías, y en otros, elementos metálicos...

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