ES2261024B1 - Sistema modular de alta seguridad para soporte provisional de vias ferreas en circulacion durante los trabajos bajo via. - Google Patents

Sistema modular de alta seguridad para soporte provisional de vias ferreas en circulacion durante los trabajos bajo via. Download PDF

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Abstract

Sistema modular de alta seguridad para soporte provisional de vías férreas en circulación durante los trabajos bajo vía.
Para realizar infraestructuras como pasos inferiores en las vías férreas se disponen una serie de carriles paralelos a la vía férrea que están unidos inferiormente por un trozo de carril transversal, pero es laborioso y presenta una solidez relativa.
El sistema modular de la invención comprende una pluralidad de vigas cupón que están dispuestas inferior y transversalmente a las vías férreas y paralelas a las traviesas, una serie de pares de vigas de apeo longitudinales que están dispuestas paralelas a las vías férreas en la zona media y a ambos lados de las mismas y que se apoyan sobre la pluralidad de vigas cupón, y estando unidas las vigas cupón y las vigas de apeo mediante nueces de acero abatibles.

Description

Sistema modular de alta seguridad para soporte provisional de vías férreas en circulación durante los trabajos bajo vía.
Objeto de la invención
La presente invención tiene por objeto un sistema modular de alta seguridad para soporte provisional de vías férreas en circulación durante los trabajos bajo vía.
Campo de la invención
Dicho sistema modular aporta una cohesión y estabilidad añadida a un tramo determinado de una vía férrea, durante los trabajos que eventualmente se realicen por debajo del mismo, tal como un paso inferior, túnel para sustituir un paso a nivel, paso de peatones, paso de canalizaciones, etc., de tal forma que permita que esta vía férrea pueda presentar las mismas condiciones de servicio para la circulación y tránsito de trenes que presentaba antes del inicio de los trabajos, no siendo necesario que los trenes que circulen por la vía férrea tengan que efectuar alguna maniobra especial durante el paso por dicho tramo o reducciones de velocidad importantes o muy limitativas.
La presente invención surge como respuesta a la necesidad de asegurar la correcta estabilidad, cohesión y resistencia, de un tramo de vía férrea, durante los trabajos eventuales efectuados en el terreno situado por debajo de ese tramo de la vía férrea, sea por la sustitución de un paso a nivel, paso de peatones, canalizaciones, nuevas infraestructuras, etc.
Antecedentes de la invención
A lo largo de cualquier vía férrea, es necesario siempre efectuar algún tipo de trabajo en el terreno situado en el vano de la vía férrea. Ello es sumamente habitual para realizar pasos inferiores en la vía férrea, en la sustitución de un paso a nivel, en que se realiza un túnel de vadeo de la vía férrea, paso de peatones, canalizaciones, etc.
Como consecuencia de ello, el tren debe de aminorar la velocidad cuando circula por dicho tramo, para asegurarse la necesaria seguridad en su paso, debido a su propio peso, vibraciones que genera su paso, etc. En ocasiones, incluso es necesaria la interrupción del servicio en dicho tramo.
Para la realización de pasos inferiores en la vía férrea, reparación del balasto, y en general cualquier operación o maniobra que requiera dejar los carriles de la vía férrea sin base de soporte, existen hasta el momento diferentes sistemas.
El sistema más conocido consiste en formar paquetes de carriles paralelos a la vía férrea unidos inferiormente por un trozo de carril o cupón y unas abrazaderas construidas de chapa de acero con cuñas, o bien de dos lazos formados con barras de acero soldados superiormente a un elemento tubular abrazando al conjunto de paquetes carriles y el carril transversal. El sistema utiliza el carril usado, pero es muy laborioso, precisando gran cantidad de mano de obra, intervalos grandes sin circulación de trenes y una limitación de velocidad de los trenes muy restrictiva que se extiende durante varias semanas, lo que hace que el sistema sea muy costoso.
Existen otros sistemas que utilizan vigas de una longitud determinada que crean una discontinuidad completa de un módulo con otro, obligando a la creación de apoyos intermedios de difícil ejecución y mantenimiento, siendo también independientes los refuerzos de cada carril de la vía férrea, con lo que el conjunto pierde rigidez, precisando de mayor número de piezas de soporte y ensamblaje.
Existen otros sistemas que prescinden tanto del refuerzo longitudinal como del transversal de la vía férrea, limitándose a soportar la misma mediante un conjunto de gatos hidráulicos sobre carritos deslizantes que deben introducirse junto con la estructura del paso inferior en una operación rápida durante un intervalo en el que no circulen los trenes, quedando la vía férrea simplemente apoyada sobre un conjunto inestable, sin protección en los laterales de la obra y en situación precaria para la seguridad de los trenes.
Los citados inconvenientes han sido totalmente eliminados mediante el sistema de la presente invención, el cual aporta mayor seguridad para el ferrocarril, por la mayor resistencia de los elementos del sistema y la mayor rigidez y cohesión del ensamblaje entre los mismos, además de una posibilidad de utilización con menores limitaciones a la velocidad de los trenes, tanto por su mayor eficacia para soportar cargas dinámicas como por el menor tiempo que se precisa para la instalación y desinstalación del sistema.
El sistema modular de la presente invención comprende unas vigas cupón de forma especial para cumplir su misión resistente y de transmisión de las cargas del ferrocarril que incorporan unos elementos especiales de enlace con las vigas de apeo o refuerzo longitudinal, cuyos elementos son abatibles para permitir el montaje de dichas vigas cupón con la simple operación de limpieza del balasto existente entre las traviesas de la vía férrea sin afectar al balasto de asiento de dichas traviesas, por lo que la función de éstas no se ve afectada durante las labores de montaje ni es necesario sustituirlas por otras -como sucede con los sistemas conocidos- pudiendo incluso reponerse inmediatamente el balasto entre las traviesas de la vía y las especiales del soporte sin que para ello se vea afectado el paso de los trenes en las fases de montaje y desmontaje, ni en la seguridad de paso ni en la velocidad de recorrido de la línea, pudiendo utilizarse con todo tipo de vías férreas, con cualquier ancho de vías y cualquier tipo de traviesas incluso en zonas de curva.
El sistema es modular, lo que permite su ensamblaje para cualquier longitud de vía que se deba reforzar, siendo reutilizable en todos sus elementos, lo que elimina los costes de obras auxiliares y otros elementos que deban demolerse o desecharse después de ser utilizados.
Sumario de la invención
El sistema modular de alta seguridad para soporte provisional de vías férreas en circulación durante los trabajos bajo vía objeto de la presente invención se caracteriza esencialmente porque comprende una pluralidad de vigas cupón que están dispuestas inferior y transversalmente a las vías férreas y son paralelas y están al mismo nivel que las traviesas, una serie de pares de vigas de apeo longitudinales que están dispuestas paralelas a las vías férreas en al menos la zona media y a ambos lados de las mismas y que se apoyan y son solidarias sobre la pluralidad de vigas cupón, cuya pluralidad de vigas cupón están provistas de medios de fijación para la placa de asiento de la vía férrea, y estando unidas entre sí la pluralidad de vigas cupón y la serie de pares de vigas de apeo mediante nueces de acero abatibles para facilitar el montaje y desmontaje y que están provistas de taladros ortogonales en los que se alojan respectivos bulones de unión de las vigas de cupón y de apeo, cuyo conjunto de vigas cupón transversales a las vías férreas y de vigas de apeo longitudinales, constituyen un emparrillado que es capaz de soportar las vías férreas y que transmite al terreno y/o a unos apoyos intermedios las cargas del ferrocarril.
Las vigas cupón que sustentan y sujetan las vías férreas presentan una sección en doble T asimétrica, formadas por dos dobles T asimétricas, con el ala inferior común, y están provistas de aberturas oblongas en el ala superior para la fijación de la placa de asiento de la vía férrea mediante sujetadores, de taladros en el alma para la introducción del bulón inferior en las nueces de soporte, de refuerzos en el alma en la zona de los taladros para absorber esfuerzos, y de un alojamiento para las nueces de soporte en la posición de plegado para facilitar la introducción de la viga cupón por debajo de las vías férreas.
Las vigas de apeo longitudinal consisten en perfiles dispuestos por parejas paralelos a las vías, con lo cual consisten en tres parejas de perfiles situadas en la zona media y a ambos lados de las vías férreas, y están provistas de taladros en el alma de cada par de perfiles para el alojamiento de los bulones de transmisión entre las nueces de soporte y las vigas.
Las nueces de soporte son paralelepipédicas con base cuadrada y están provistas de dos taladros ortogonales para el alojamiento de los bulones de enganche, y de una aleta superior para la correcta alineación de las alas de las vigas de apeo.
Estas y otras características se desprenderán mejor de la descripción detallada que sigue, para facilitar la cual se acompaña de tres hojas de dibujos explicativos que ilustran un caso práctico de realización que se cita a título ilustrativo pero no limitativo del alcance de la presente invención.
Descripción de los dibujos
La figura 1 es una vista en planta que ilustra el sistema modular de la invención ensamblado, montado y colocado en la vía férrea. La figura 1A es un detalle a mayor escala de la figura 1.
La figura 2 es una vista en alzado lateral de la figura 1.
La figura 3 es una vista en planta que ilustra la viga cupón.
La figura 4 es una vista transversal a la vía férrea que ilustra la viga cupón en alzado, con los juegos de nueces en posición abatida, para su introducción bajo la vía férrea, y posicionada en la misma.
La figura 5 es una vista similar a la figura 4 que ilustra la viga cupón en alzado, y que incorpora tres pares de vigas de apeo bulonadas mediante los juegos de nueces en posición vertical, y posicionada en la vía férrea, y con los bulones colocados. La figura 5A es una detalle de las nueces de soporte.
La figura 6 es una vista similar a la figura 5 que ilustra la viga cupón en alzado, mostrando los tres pares de vigas de apeo fijadas y apretadas con los juegos de nueces en posición vertical, y posicionada en la vía férrea, y con los bulones colocados y apretados.
La figura 7 es una vista en perspectiva y fragmentada que ilustra el sistema modular de la invención montado y mostrando una viga cupón y tres pares de vigas de apeo fragmentadas, y con los juegos de nueces y los tornillos de apriete.
Las figuras 8 y 9 son sendas vistas fragmentadas con diferente ángulo de perspectiva que ilustran la disposición entre las vigas de apeo, las vigas cupón, los juegos de nueces y los bulones.
Descripción detallada de una forma de realización preferida de la invención
De conformidad con los dibujos, el sistema modular de alta seguridad para soporte provisional de vías férreas en circulación durante los trabajos bajo vía objeto de la presente invención, se encuentra concebido para aportar una resistencia, solidez, cohesión y estabilidad añadida a un tramo de una vía férrea, en el que se realicen trabajos en el terreno situado debajo de dicho tramo de la vía férrea.
Tal y como se puede apreciar en las figuras 1 y 2 el sistema modular de la invención comprende un conjunto de vigas cupón (VC) transversales y perpendiculares a las vías férreas (V1) y (V2), y que se encuentran ensambladas con pares de vigas de apeo (VA) paralelas a las vías (V1) y (V2). El ensamblaje entre las vigas cupón (VC) transversales y las vigas de apeo (VA) longitudinales se realiza mediante un juego de nueces (JN) de soporte (ver figuras).
Las vigas cupón (VC) se encuentran posicionadas respecto a las vías del tren (V1) y (V2) como si fueran traviesas (T) del tramo de vía original, es decir, son perpendiculares a las vías (V1) y (V2) y situadas debajo de ellas, y paralelas a las traviesas (T), ocupando el espacio existente entre las propias traviesas (T), pero sin tener contacto con ellas, según se puede apreciar en las figuras 1 y 2.
Las vigas cupón (VC) consisten en unos perfiles compuestos de varios tipos de sección resistente, y con disposiciones auxiliares, como taladros oblongos (1) para la fijación de las vías férreas (V1) y (V2) mediante las placas de asiento (2) correspondientes, y aberturas (3) para la fijación de las nueces de acero (JN) y unir el par de vías de apeo (VA), (VA) longitudinales a las vigas cupón.
Las vigas cupón (VC) presentan una sección bajo vía en doble T asimétrica, cuyas secciones central y extremas están formadas por dos dobles T asimétricas con el ala inferior común, y presentan los taladros (1) en el ala superior para la fijación de la placa de asiento (2) de las vías (V1)/(V2) con tornillos (4), dichos taladros son oblongos para permitir el posicionamiento en tramos curvos de la vía compensando la flecha de la curva, y presenta unos taladros (5) en el alma para la introducción del bulón inferior (B') en las nueces de soporte (JN), y presenta refuerzos (6) en el alma en la zona del taladro (5) para absorber los esfuerzos cortantes y secciones intermedias (7) de transmisión de esfuerzos por solape de las almas, asimismo presenta un alojamiento (8) para la nuez (JN) de soporte en la posición de plegado para facilitar la introducción de las vigas cupón (VC) bajo las vías (V1) y (V2). Adicionalmente, incorpora un doble aislamiento eléctrico -no ilustrado- para evitar la comunicación entre ambos carriles de la vía.
En cuanto a las nueces de soporte (JN) (ver figura 5A) consisten en un elemento de acero en forma de paralelepípedo con base cuadrada provisto de dos taladros (9a) y (9b) circulares y perpendiculares entre sí, para el alojamiento de los bulones de enganche inferior (B') y superior (B), presenta una aleta superior (10) para la correcta alineación de las alas del par de vigas de apeo (VA), (VA), y un taladro para la fijación del bulón inferior mediante un tornillo.
Por su parte, las vigas de apeo (VA), (VA) longitudinales dispuestas a pares, consisten en respectivos perfiles industriales reforzados dispuestos paralelamente a las vías (V1) y (V2) en tres parejas, una pareja central en el eje de la vía y dos parejas laterales en la zona exterior de las vías, dichas vigas de apeo (VA) presentan longitudes moduladas en múltiplos de un número fijo para permitir formar refuerzos de distintas longitudes con el mínimo número de piezas, juntas alternadas entre vigas para conservar el máximo de sección resistente en el conjunto, sección reforzada por pletinas (11) en las alas en la zona de cada viga que coincide con la junta de la que forma pareja con ella, taladros en el alma de las vigas para alojamiento de los bulones (B) y (B') de transmisión entré las nueces de soporte (JN) y las vigas cupón (VC), pletinas de asiento en la parte interior de las alas para acortar la luz de trabajo de los bulones de transmisión, cartelas para refuerzo en la zona de transmisión de cargas, y tornillos de apriete (12) entre las alas para la unión de cada pareja de vigas de apeo contrarrestando los esfuerzos de torsión.
Estos juegos de nueces (JN) (figura 5A) unen las vigas de cupón (VC) y los pares de vigas de apeo (VA), y son abatibles como se observa en la figura 4, para poder permitir así el paso y colocación de las vigas cupón (VC) por debajo de las vías del tren (V1) y (V2) y entre las traviesas (T) (figuras 1 y 2).
El proceso de montaje y colocación del sistema se inicia, tal y como se ha indicado, con el paso y colocación de las vigas cupón (VC) por debajo de las vías (V1) y (V2), perpendicularmente a éstas, y paralelas y entre los espacios de las traviesas (T), retirando previamente el balasto existente entre las traviesas (T) (figuras 1 y 2), y con los juegos de nueces (JN) acoplados previamente en los alojamientos (8) de las vigas cupón (VC), y en posición abatida, permiten su paso por debajo de las vías (V1) y (V2) (figura 4). Después de colocadas, las vigas cupón (VC) son fijadas a las vías (V1) y (V2) mediante las placas de asiento (2).
Después de la colocación y fijación de las vigas cupón (VC) en las vías (V1) y (V2), se procede a posicionar los pares de vigas de apeo (VA), (VA). Inicialmente las vigas de apeo (VA) se colocan de forma estable y sin fijar sobre las vigas cupón (VC), en tres parejas. Una pareja se encuentra en el eje central de la vía férrea, y las otras dos parejas laterales en la zona exterior contigua de las vías (V1) y (V2), tal y como se puede apreciar en las figuras 1, 4, 5 y 6. Después se desplazan longitudinal y paralelamente a las vías (V1) y (V2) cada una de las tres parejas citadas antes, hasta su posición final de ensamblaje con las vigas cupón (VC), por intermedio de las nueces de soporte (JN) y los bulones (B) y (B') y tornillos.
Cuando las vigas de apeo (VA) se encuentran ya en su posición de ensamblaje con las vigas cupón (VC), los juegos de nueces (JN) se colocan en posición vertical (figuras 5, 6, 8 y 9), se hacen pasar los bulones (B) que atraviesan también el alma de las vigas de apeo (VA) (figuras 5, 7, 8 y 9), fijando entonces la posición relativa entre las vigas cupón (VC) y las vigas de apeo (VA).
Después de quedar fijada la posición relativa entre las vigas cupón (VC) y las vigas de apeo (VA) con el paso de los bulones (B), se procede al apriete de las vigas de apeo (VA) con las vigas cupón (VC), mediante los tornillos de apriete (12) transversales (13) longitudinales, tal y como se puede apreciar en las figuras 6 y 7, y formando entonces la configuración definitiva resistente del sistema de las figuras 1 y 2.
Para el proceso de desmontaje, se procede de forma inversa al montaje. Primero se retiran los tornillos de apriete (12) y los bulones (B), (B') entre las vigas cupón (VC) y las vigas de apeo (VA). Después se retiran las vigas de apeo (VA), se abaten los juegos de nueces (JN) para retirar las vigas cupón (VC), y se repone por último el balasto entre las traviesas (T) de las vías (V1) y (V2).
El sistema de transmisión de las cargas está especialmente diseñado para que el conjunto de todos los elementos formen un emparrillado capaz de soportar las vías (V1) y (V2), y que transmita al terreno o a unos apoyos intermedios las cargas del ferrocarril, permitiendo abrir bajo las vías (V1) y (V2) los vanos necesarios para realizar obras de nuevas infraestructuras o de mantenimiento de las existentes.
La función de las traviesas (T) no se ve afectada durante las labores de montaje ni es necesario sustituirlas por otras -como sucede con otros sistemas conocidos- pudiendo incluso reponerse inmediatamente el balasto entre las traviesas (T) de la vía y las especiales del soporte (vigas cupón -VC-) sin que para ello se vea afectado el paso de los trenes en las fases de montaje y desmontaje, ni en la seguridad de paso ni en la velocidad de recorrido de la línea, pudiendo utilizarse con todo tipo de vías férreas con cualquier ancho de vías y cualquier tipo de traviesas, incluso en zonas de curva, siendo todos los elementos de fácil montaje y desmontaje, y son reutilizables gracias a su distribución modular para cualquier longitud de vía que se precise reforzar y soportar, por lo que es menor el coste para la reposición de las condiciones normales de la vía. No es preciso reponer las traviesas porque éstas desde el principio permanecen en posición.
Con el sistema de la presente invención, se consigue un aumento de inercia en todas las secciones resistentes del sistema, lo que permite abrir luces mayores bajo vía para los trabajos de construcción y mantenimiento de infraestructura, así como una mayor fijación entre los elementos, consiguiendo un mejor empaquetado de la vía y dotando de mayor rigidez y cohesión al sistema, con lo que el trabajo conjunto de los elementos permite aumentar el reparto de cargas disminuyendo las concentraciones de tensiones así como las deformaciones.
El sistema mostrado puede presentar la configuración y componentes más pertinentes para tales funciones. Se pueden utilizar los componentes que se han descrito o cualesquiera otros componentes idóneos para realizar el mismo tipo de cometido.
La invención, dentro de su esencialidad, puede ser llevada a la práctica en otras formas de realización que difieran sólo en detalle de la indicada a título de ejemplo, a las cuales alcanzará igualmente la protección que se recaba. Podrá, pues, realizarse esta invención con los medios, componentes y accesorios más adecuados, pudiendo los elementos componentes ser sustituidos por otros técnicamente equivalentes, por quedar todo ello comprendido dentro de las reivindicaciones.

Claims (4)

1. Sistema modular de alta seguridad para soporte provisional de vías férreas en circulación durante los trabajos bajo vía, del tipo que consiste en una serie de carriles (VA) paralelos a la vía férrea que están unidos inferiormente por un trozo de carril o cupón transversal (VC) a la vía férrea (V1/V2) y cuyo conjunto de carriles y cupón están solidarizados mediante abrazaderas, caracterizado porque comprende una pluralidad de vigas cupón (VC) que están dispuestas inferior y transversalmente a las vías férreas (V1, V2) y son paralelas y están al mismo nivel que las traviesas (T), una serie de pares de vigas de apeo (VA, VA) longitudinales que están dispuestas paralelas a las vías férreas (V1, V2) en al menos la zona media y a ambos lados de las mismas y que se apoyan y son solidarias sobre la pluralidad de vigas cupón (VC), cuya pluralidad de vigas cupón (VC) están provistas de medios de fijación (1, 4) para la placa de asiento (2) de la vía férrea (V1, V2), y estando unidas entre sí la pluralidad de vigas cupón (VC) y la serie de pares de vigas de apeo (VA, VA) mediante nueces de acero (JN) abatibles para facilitar el montaje y desmontaje y que están provistos de taladros (9a, 9b) ortogonales en los que se alojan respectivos bulones (B', B) de unión de las vigas de cupón (VC) y de apeo (VA), cuyo conjunto de vigas cupón (VC) transversales a las vías férreas (V1, V2) y de vigas de apeo (VA, VA) longitudinales, constituyen un emparrillado que es capaz de soportar las vías férreas (V1, V2) y que transmite al terreno y/o a unos apoyos intermedios las cargas del ferrocarril.
2. Sistema modular, según la reivindicación 1, caracterizado porque las vigas cupón (VC) que sustentan y sujetan las vías férreas (V1, V2) presentan una sección en doble T asimétrica, formadas por dos dobles T asimétricas, con el ala inferior común, y están provistas de aberturas oblongas (1) en el ala superior para la fijación de la placa de asiento (2) de la vía férrea (V1, V2) mediante sujetadores (4), de taladros (5) en el alma para la introducción del bulón inferior (B') en las nueces soporte (JN), de refuerzos (6) en el alma en la zona de los taladros (5) para absorber esfuerzos, y de un alojamiento (8) para las nueces de soporte (JN) en la posición de plegado para facilitar la introducción de la viga cupón (VC) por debajo de las vías férreas (V1, V2).
3. Sistema modular, según las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado porque las vigas de apeo (VA, VA) longitudinal consisten en perfiles dispuestos por parejas paralelos a las vías (V1, V2), con lo cual consisten en tres parejas de perfiles situadas en la zona media y a ambos lados de las vías férreas (V1, V2), y están provistas de taladros en el alma de cada par de perfiles para el alojamiento de los bulones (B) de transmisión entre las nueces de soporte (JN) y las vigas (VC/VA).
4. Sistema modular, según las reivindicaciones 1, 2 y 3, caracterizado porque las nueces de soporte (JN) son paralelepipédicas con base cuadrada y están provistas de dos taladros ortogonales (9a, 9b) para el alojamiento de los bulones (B, B') de enganche, y de una aleta superior (10) para la correcta alineación de las alas de las vigas de apeo (VA).
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