VARIACIONES
DE LA RIGIDEZ VERTICAL DE LA VIA
TRANSICIONES ENTRE OBRAS DE ARTE Y
TERRAPLENES
En relación a la
infraestructura de vía se analizarán los efectos que producen en la misma las variaciones
longitudinales de su rigidez vertical y en particular las transiciones entre obras de arte y
terraplenes adyacentes.
Por
INTRODUCCIÓN
El diseño de la vía contempla la continuidad
en la rodadura, conformando su emparrillado a partir de elementos discontinuos
como son los rieles unidos por eclisas o continuos soldados integrando barras
largas. En pasos a nivel se garantiza la circulación compatibilizando la continuidad
longitudinal con la circulación vial transversal y los aparatos de vía se
diseñan para que la llanta tenga siempre un punto de apoyo. Pero no resultan
suficientes estas premisas, ni admisible un trazado geométrico sin curvas de transición
con sus rampas de peralte a la entrada y salida de cada curva circular que brinde
adecuado confort al pasajero. Su diseño, además, deberá contemplar una
homogeneidad en la respuesta de la plataforma al paso de las cargas en toda su extensión.
Dicho parámetro se define como “rigidez vertical de la vía” la que al presentar discontinuidades longitudinales
deberán resolverse adecuadamente.
En una renovación de vía las mayores actuaciones se centran
en la superestructura resultando las mejoras en su rigidez vertical mínimas. La
bibliografía pone de manifiesto que es el
estado de la plataforma el elemento de mayor incidencia en la
heterogeneidad de dicha rigidez, resaltando que esta magnitud está influenciada
principalmente por la infraestructura de la vía. El balasto tiene un papel relevante en el valor de la rigidez vertical,
pero es la plataforma la que comparativamente presenta una influencia
determinante en su variación según los últimos estudios. Nuevas líneas diseñadas
con idénticos materiales y geometría presentan diferencias de rigidez vertical,
llevando a pensar que si la superestructura y las capas de asiento son las
mismas, la infraestructura será la causante de dicha variación. Resulta así
imprescindible que en las renovaciones se planifique la realización de los
trabajos que garanticen una marcha sin sobresaltos por dichas variaciones
mediante transiciones adecuadamente estudiadas en los puntos singulares que las
provocan.
Las
administraciones ferroviarias europeas han realizado estudios sobre la
reducción de las variaciones de rigidez vertical, estableciendo criterios de
diseño de vía y programas de control de estas variaciones, han elaborado catálogos
de secciones estructurales y también han especificado medidas de mantenimiento para homogeneizar la
rigidez en líneas en explotación. El estudio de la transición de la rigidez vertical
en una obra ferroviaria no constituye un planteo novedoso ni específico de nuestro
país; otras administraciones lo
analizaron e incorporaron en sus diseños, resultando impensable proyectar una
obra de arte sin prever la resolución de dicha transición.
Rescataremos algunos
fundamentos para que todo proyecto contemple en su alcance la continuidad de la
rigidez vertical, con identificación de las singularidades donde puedan presentar
discontinuidades y recopilando alternativas que den solución a dicha
problemática, en particular, entre las obras de arte y los terraplenes
adyacentes. En la Figura 1 se representa la simulación de un tramo longitudinal de
vía con una obra de arte a partir de resortes de rigidez y en la Figura
2, se compara la rigidez vertical de la vía en un tramo longitudinal con
una obra de arte.
Figura 1.- Representación de la
rigidez vertical de la vía mediante resortes más rígidos en la obra de arte.
Figura
2.- Comparación de la rigidez
vertical de la vía SIN y CON cuña de transición en el terraplen próximo a la vía
RIGIDEZ
VERTICAL DE LA VÍA
El parámetro rigidez vertical de la vía se expresa como la relación entre la carga
aplicada sobre la vía y el asiento elástico del riel. Una rigidez vertical de 80
KN/mm informaría que dicha vía precisa de una carga de 160KN para que se produzca
un asentamiento elástico de 2mm:
r = Q/y
siendo los parámetros de la expresión:
r: Rigidez de la vía [KN/mm]
Q: Carga
por rueda [KN]
y: Asentamiento
elástico bajo el punto de aplicación de la carga [mm]
En las Figuras
3 y 4 se representan los esquemas de cargas y deformaciones en la vía, a
partir de cuyos valores se infiere su rigidez.
Figura
3.- Esquema de cargas y estructura resistente
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