ES2302159T3 - Sistema modular de alta seguridad para soporte provisional de vias ferreas en circulacion durante los trabajos bajo via. - Google Patents
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Abstract
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.
Description
Sistema modular de alta seguridad para soporte
provisional de vías férreas en circulación durante los trabajos
bajo vía.
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, según el
preámbulo de la reivindicación 1.
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.
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, como se muestra en ES
2024817, 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, conocidos desde
IT-TO-950147A, 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 como velocidad de los
trenes para soportar mayores cargas dinámicas y requiriendo menor
tiempo 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.
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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.
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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.
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.
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 entre 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.
La invención, 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 tal como se describe en las
reivindicaciones anexos.
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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