CUÑAS DE TRANSICIÓN
Al respecto, la Union
Inernationale des Chemins de Fer en la norma UIC 719R agrupó los diferentes tipos de cuñas de transición de las
Administraciones europeas. Todas estas cuñas presentan las siguientes
características en común:
- Longitud mínima de la transición de 20 m.
- Relleno del trasdós del estribo con materiales
granulares tratados con cemento.
- La necesidad de disposición de capas o membranas
drenantes en el trasdós de los muros y estribos. Un factor a tener en cuenta en
el diseño de la vía en relación a evitar variaciones longitudinales de rigidez
es el drenaje adecuado y el uso apropiado de los geotextiles en las
proximidades de los puntos singulares.
- Tratamiento con cemento de la capa de sub-balasto.
- Tratamiento con cemento de la capa de forma en
proporción del 3% en peso.
Figura 9.-
Esquema de la estructura de las cuñas de transición.
Para evitar la
generación de asientos en el núcleo de las cuñas, éste deberá construirse con
materiales de muy buena calidad, con bajo contenido de finos (V2
controlado con el
ensayo con placa de carga de 80 MPa para permitir la obtención de una rigidez
global de la vía y con una densidad Próctor Modificado de 0,95 para que con la
energía de compactación suficiente se obtenga un material granular estable sin
movimientos de partículas (CBR mínimo 17).
El
diseño de la cuña de transición para estructuras enterradas depende de la
profundidad a la que se encuentre la obra de arte, siendo H la distancia entre ésta
y la capa de la sub-rasante y para obras de arte a nivel (H=0) resulta también
un diseño especial (Figura 10).
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Figura 10 .-
Esquema de cuñas de transición adoptadas por ADIF España, construidas después del
terraplén adyacente.
De todas las soluciones planteadas, actualmente la
conformación de cuñas invertidas es la más utilizada en las obras de nuevo
trazado ferroviario y renovaciones de vía consultadas.
CONCLUSIONES
Desde
un principio, las soluciones
propuestas para evitar la variación longitudinal brusca de la rigidez vertical se
enfocaron en reforzar únicamente la plataforma de la vía en la zona de los
estribos, y como consecuencia se evidenció
que de no estar acompañada de un
diseño de la transición que conduzca a una variación longitudinal gradual, no
sería efectivo. Asimismo se constató que si la solución propuesta no va
acompañada de la medición empírica de la rigidez vertical y su variación longitudinal a
fin de controlar los efectos esperados, se producirán fallas en la
materialización de la cuña, con el deterioro progresivo de la vía.
Las
administraciones europeas encontraron que los resultados obtenidos en relación a las
pequeñas obras de arte pusieron de manifiesto que variaciones longitudinales
bruscas de rigidez producidas en ellas tienen fuerte incidencia en el
mantenimiento y sus costos; requiriendo entre un 10% y hasta un máximo de 3
veces más recursos que el mantenimiento medio de una línea sin Obras de Arte.
Cabe destacar
entonces que resulta conveniente que las Obras de Arte de reducida longitud se
agrupen respetando los requerimientos de escurrimiento de la cuenca sin la
generación de efectos barrera, con el objeto de reducir las cantidades de zonas
con variaciones longitudinales de rigidez vertical y las que se construyan dispongan
de sus cuñas de transición para homogeneizar la rigidez con sus variaciones
obligadas producidas en forma gradual. El diseño adecuado de las cuñas y su
correcta ejecución repercutirán favorablemente en el comportamiento geométrico
de la vía.
Paralelamente las
administraciones avanzaron en la modelización dinámica de la interacción entre
el vehículo y la vía y encontraron un comportamiento distinto cuando se pasa en la vía de mayor a menor
rigidez que cuando se está en el proceso contrario. De todas formas una transición lineal
para ambos casos ofrece resultados satisfactorios.
Se concluye que la
transición entre una obra de arte y el terraplén contiguo constituye un punto
delicado de la infraestructura ferroviaria, en el cual se generan variaciones longitudinales
de la rigidez vertical y en el que se conjugan técnicas propias de la vía con
características geotécnicas y estructurales. Una transición deficiente generará
importantes irregularidades geométricas con asientos diferenciales entre la vía
y el emparrillado de la vía y la estructura, efectos que se hacen más notables
cuanto mayor es la velocidad de los trenes, producto de las sobrecargas
dinámicas. Este mayor nivel de tensiones
en el balasto conlleva a la pérdida de la nivelación longitudinal más rápido,
obligando a aumentar la frecuencia de intervención de los trabajos de bateo y
estabilización, incrementando notoriamente
los costos de mantenimiento y disminuyendo la disponibilidad de la
infraestructura ferroviaria para las circulaciones de trenes previstas.
En los casos descriptos
no aparecen transiciones de la rigidez vertical de manera natural en la vía,
constituyéndose variaciones bruscas de la misma. Para minimizar los efectos negativos sobre la degradación de la vía y
evitar la pérdida de calidad en la circulación, se deben contemplar en los
proyectos soluciones para responder a la falta de continuidad de la rigidez
vertical en los puntos singulares.
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