Superestructura de la vía: dispositivo y tipos

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificación: 2024-01-07 20:57

Cualquier vía férrea es un complejo complejo de varios tipos de estructuras de ingeniería que forman una carretera con una vía guía ferroviaria. Consta de dos partes principales: el soporte inferior y el superior. Este último es en realidad el camino por el que circula el material rodante.

Objetivo principal

Cuando el tren se mueve, la superestructura de la vía recibe cargas tanto verticales como horizontales de sus ruedas y las transfiere a una base de tierra o artificial. La vía en sí determina la dirección de movimiento del tren. El VSP está diseñado, en primer lugar, teniendo en cuenta el hecho de que en el futuro debería garantizar el paso seguro de trenes con velocidades máximas especificadas.

Características del diseño

La superestructura de la vía férrea consta de dos partes principales:

• riel para traviesas;
• prisma de lastre.

La estructura de la celosía, a su vez, incluye los propios raíles, así como traviesas de distintos materiales. Prisma del camino superiorpuede ser de una o dos capas. La mayoría de las veces, la última opción se usa en la construcción de una línea ferroviaria. Un prisma de balasto de dos capas generalmente consta de:

• capa de soporte de arena;
• escombros hechos de rocas duras.

Para rellenar un prisma de una sola capa, se pueden usar materiales como arena y grava, piedra triturada, desechos de producción de amianto, escoria, roca de concha.

Además de la rejilla y el prisma, se distinguen los siguientes elementos de la estructura de la vía superior:

• bonos;
• antirrobo;
• intersecciones sordas;
• participaciones.

diseño VSP

Mientras elaboran los planos de una estructura tan importante como la superestructura de la vía, los ingenieros deben resolver las siguientes tareas:

• definir clase, categoría y grupo de ruta;
• determinar el diseño del propio VSP;
• determinar las condiciones para su instalación;
• calcular la temperatura aumentada y disminuida de los látigos, teniendo en cuenta su fuerza y estabilidad;
• calcular intervalos de fijación de pestañas;
• determinar la altura de los rieles y el ancho en la curva.

Superestructura de la vía férrea: rieles

Este elemento del diseño VSP está destinado a la dirección real del movimiento del tren. En algunos casos, los carriles también pueden servir como conductor eléctrico.corriente (en zonas con tracción eléctrica o autobloqueo). Este elemento VSP se puede marcar como P50, P65, P75 y P43. Actualmente, en la construcción de vías férreas, se utiliza principalmente la variante P65. En realidad, el riel en sí consiste en:

• cabezas;
• cuellos;
• soles.

La longitud estándar de los rieles en la Federación Rusa es de 25 m. En algunas secciones de las líneas, también se pueden colocar elementos de guía más cortos, de 24,84 m y 24,92 m. Para reducir el número de uniones entre los rieles, a menudo se sueldan en látigos con una longitud de 800 m o más.

Materiales de la estructura de la vía: fabricación de rieles

Este elemento VSP generalmente se fabrica en las empresas de la industria metalúrgica con acero al carbono de hogar abierto. Los raíles se someten a un cuidadoso tratamiento térmico en toda su longitud mediante templado en aceite y templado en un horno. Este procedimiento se lleva a cabo principalmente para aumentar la resistencia al desgaste de la aleación. Los rieles endurecidos duran una vez y media más que los no tratados. Actualmente se pueden utilizar elementos de acero en el montaje de vías férreas:

• baja temperatura (P65);
• Primer grupo acero al boro vanadio-niobio templado.

El último tipo de riel generalmente se usa para colocar vías en áreas con condiciones climáticas severas: en el Lejano Oriente, Siberia, etc.

Dormitorios VSP

El propósito principal de los soportes debajo del riel en el lecho de la vía es la percepción de la carga de los rieles y su transferencia al prisma de balasto. Las traviesas también aseguran la estabilidad del gálibo en planta y perfil. En nuestro tiempo, los durmientes pueden estar hechos de hormigón armado o de madera. El metal no se utiliza para este propósito debido a su susceptibilidad a la corrosión. El 80% de las traviesas colocadas en el país son de madera. En la producción de este elemento VSP se pueden utilizar especies como abeto, abedul, alerce, pino, etc.

Las traviesas de hormigón armado generalmente se colocan solo en estructuras artificiales, en túneles y puentes. Dichos soportes pueden ser pequeños marcos o losas.

La longitud de las traviesas depende de las características del tramo de vía sobre el que se colocan. Por lo tanto, los postes de madera tienen una longitud estándar de 2,75 cm, la desviación permitida de la norma es de 2 cm.

La sección transversal de las traviesas de madera puede ser:

• cortar;
• semi-filo;
• sin bordes.

Las traviesas de hormigón armado se fabrican con sección variable a lo largo. Para su producción, se utiliza hormigón pesado de grado M500 o F200. En este caso, los accesorios se utilizan a partir de alambre de 3 mm. Los durmientes se colocan en la pista en la cantidad de 2000 piezas / km en áreas difíciles. En línea recta, se distribuyen a razón de 1440-1600 piezas por kilómetro.

Clasificacióndurmientes

Los soportes de vía de hormigón armado, según el grado de resistencia al agrietamiento y la precisión de los parámetros geométricos, se dividen en productos de primer y segundo grado. El dispositivo de la estructura de la vía en diferentes casos implica el uso de traviesas de madera de las siguientes clases:

• Primero (I) - para las pistas principales.
• Segundo (II) - para vías estacionarias y de acceso.
• Tercero (III) - para vías industriales que no están sujetas a cargas frecuentes.

Las traviesas de madera duran de 12 a 15 años sin necesidad de reemplazo, las traviesas de hormigón armado - hasta 50 años. Sin embargo, se considera que las desventajas de estos últimos son su gran peso y su alto grado de conductividad eléctrica.

capa de balasto VSP

El propósito de este elemento VSP es transferir la carga de los rieles y traviesas directamente a las capas de una base como una subrasante (superior). La estructura del camino superior en los puentes es ligeramente diferente. El prisma de balasto en este caso no está equipado. En parcelas de tierra, la mayoría de las veces está hecha de piedra triturada de rocas duras. Los balastos de arena y grava, dado que no drenan bien el agua, se equipan solo en líneas sin importancia. En áreas muy obstruidas, en la mayoría de los casos, se vierte y apisona un sustrato de asbesto. Durante la lluvia, se forma una costra no demasiado gruesa. Este último sirve como un buen obstáculo para la penetración de varios tipos de malas hierbas en el balasto.

Participaciones de VSP

Los elementos estructurales de la superestructura de este tipo de vía pueden servir para asegurar la circulación de trenes de una víaa otro o para girar el carro 180 grados. También se utilizan cuando se cruzan caminos en el mismo nivel. Los elementos principales de un cambio de vía son:

• flecha real con un mecanismo de transferencia;
• cruzar;
• caminos de conexión;
• transferir barras.

Principales tipos de VSP

Actualmente, los siguientes tipos de superestructuras se utilizan en las carreteras principales de la Federación Rusa:

• pesado;
• medio;
• luz.

La clase VSP se determina en función de su densidad bruta de tráfico. Esto se explica principalmente por el hecho de que, a diferencia de la mayoría de las otras estructuras de ingeniería, todos sus componentes funcionan acumulando deformaciones residuales.

La pesada superestructura de la vía implica el uso de rieles de clase P75 en la mayoría de los casos. Como base, se utiliza un prisma de piedra triturada o residuos de amianto. Estas estructuras están destinadas a carreteras con una densidad de tráfico de 80 millones de tkm/km al año.

El tipo medio consiste en colocar rieles P65. Está destinado a líneas con una densidad de tráfico de 25-80 millones de tkm/km al año. Asimismo, se están colocando dichas vías para trenes de viajeros de alta velocidad y en tramos de tráfico especialmente intenso.

El tipo ligero de VSP, a su vez, se divide en dos variedades principales:

• para líneas con intensidad de 5 a 25 millones de tkm/km enaño;
• menos de 5 millones de tkm/km al año.

En el primer caso se utilizan carriles P50 para la colocación. También en tales áreas, se pueden utilizar guías de acero antiguas P75 o P65. Para el tendido de vías con una tensión de 5 millones de tkm/km al año se suelen utilizar raíles R50 usados. El prisma de tipo ligero VSP suele estar equipado con una mezcla de grava y arena.

Vías de tren perfectas

En áreas con suelo confiable, se recomienda equipar este tipo particular de VSP. En Rusia, la longitud de las pestañas de las pistas sin costura es en promedio de 500-600 m. Sus ventajas indudables incluyen:

• facilitar un procedimiento como la reparación de la superestructura de la vía;
• aumento de la vida útil del VSP;
• aumentando la suavidad del tráfico de trenes.

El camino continuo es, de hecho, un diseño más avanzado que el convencional. Sin embargo, diseñarlo es un procedimiento algo más complicado. De hecho, en este caso, surgen tensiones térmicas adicionales en los rieles.