ES2363849A1 - Procedimiento de instalación de vía en placa en túneles bitubo. - Google Patents
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Abstract
Se describe un procedimiento de instalación de vía en placa en túneles, en particular vía sobre de placa de hormigón, con características optimizadas de diseño y ejecución, y rendimientos sustancialmente incrementados frente a los procedimientos habituales conocidos. El procedimiento incluye una sucesión de fases ejecutadas por orden, con la ayuda de una vía auxiliar, consistentes en diseño de la sección de construcción, realización de playa de vías, montaje de vía auxiliar por andén de evacuación, ejecución de presolera, montaje de la vía en placa, transiciones de vía en placa - balasto, y disposición de barra larga y soldadura.
Description
Procedimiento de instalación de vía en placa en
túneles bitubo.
La presente invención se refiere a un
procedimiento de instalación de vía en placa en túneles bitubo, que
aporta esenciales características de novedad y notables ventajas
con respecto a otros procedimientos conocidos y utilizados para los
mismos fines en el estado actual de la técnica.
Más en particular, la invención propone el
desarrollo de un procedimiento definido por una sucesión de fases o
etapas consecutivas para la instalación de vía en placa en el
interior de un túnel, estando cada una de estas fases diseñada de
manera optimizada en cuanto a sus características constructivas,
ejecución y rendimientos se refiere, con la intervención de
mini-trenes adaptados que se mueven por una vía
auxiliar lateral que rebasa los tajos de trabajo sin interferir
directamente con éstos.
El campo de aplicación de la invención se
encuentra comprendido del sector industrial dedicado a la
instalación de vías férreas en general, y de vías sobre placa de
hormigón en particular.
Tal y como conocen los expertos en la materia,
la vía-en-placa, o la vía sobre
placa de hormigón, es un tipo de vía férrea que asienta sobre
hormigón o asfalto, sustituyendo estos materiales en su función al
balasto convencional. Los criterios para su construcción son mucho
más exigentes que los de una vía tradicional, puesto que requiere
una mayor precisión en lo que se refiere a nivelación, alineación y
ancho de vía, ya que la corrección posterior de posibles errores
resulta muy costosa. En este sentido, es especialmente importante
prever un drenaje eficaz con vistas a eliminar posibles problemas
futuros de mantenimiento, ya que en la vía tradicional es el balasto
el que garantiza esta función de drenaje.
La vía en placa tiene la desventaja frente a las
vías tradicionales, de que el coste asociado a su construcción es
más elevado que el de las últimas citadas, pero a cambio, presenta
una serie de importantes ventajas con respecto a las vías
tradicionales, desde diversos puntos de vista: por una parte,
garantiza el posicionamiento correcto de cada uno de los elementos
que conforman la vía, tal como los carriles y las traviesas,
manteniendo inalterables los parámetros geométricos a lo largo del
tiempo, y por otro lado, requiere un mantenimiento menor que las
vías tradicionales, con una reducción que según algunas
estimaciones puede ser del orden de un 20% menos, lo que permite
reducir los tiempos de intervención y, por lo tanto, incrementar la
disponibilidad operativa de la infraestructura.
Adicionalmente, la vía en placa presenta también
otros aspectos positivos entre los que se puede citar, por
ejemplo, una mayor seguridad y fiabilidad de su comportamiento y
reparación ante descarrilamientos, que en un principio son también
menos probables debido a que la vía en placa presenta dos defensas:
una activa, que reduce la formación de defectos transversales, lo
que se traduce en una mayor estabilidad del tren, y una pasiva,
basada en su robustez, lo que hace que sea más sólida desde el punto
de vista estructural.
De acuerdo con las formas de construcción
conocidas, la vía en placa puede ser concebida con carril embebido,
es decir, el carril introducido en el interior de una canaleta
formada en la losa de hormigón, de manera que el carril queda
apoyado en toda su longitud con una consiguiente reducción de las
tensiones y un mejor reparto de las cargas tanto estáticas como
dinámicas, o bien con carril montado sobre traviesa. En cualquier
caso, las partes que se pueden distinguir en una vía en placa son
las siguientes:
- -
- placa principal: está compuesta de hormigón y sobre la misma se sujetan los carriles;
- -
- producto elastómero: se trata de un producto a base de caucho que se coloca entre el carril y la placa principal, de manera que el conjunto formado por la placa principal y el elastómero realizan funciones equivalentes a las del balasto y las traviesas en las vías convencionales;
- -
- placa base: situada entre la placa principal y la plataforma, tiene como objetivo repartir por igual las presiones sobre la plataforma y suele ser de un espesor aproximado de unos 15 cm;
- -
- plataforma: concebida y realizada de manera que proporciona una buena capacidad de drenaje:
- -
- traviesas: como se ha dicho, solamente intervienen en algunos tipos de vía en placa, y
- -
- carril: del mismo tipo que en las vías convencionales, pero de menor sección.
\vskip1.000000\baselineskip
Lo anterior es una exposición resumida de los
diferentes componentes que intervienen en la construcción de una vía
en placa, junto con algunas características de comportamiento de los
mismos.
\newpage
Dado el elevado número de ventajas que supone la
instalación de vía en placa frente a las vías convencionales sobre
balasto, resulta deseable poder disponer de procedimientos que
permitan realizar su montaje en aquellos casos que así lo aconsejen,
o que convengan por cualquier circunstancia. La presente invención
ha sido desarrollada tomando en consideración la necesidad anterior,
y a tal efecto está dirigida a proporcionar un procedimiento de
instalación de vía en placa en el interior de túneles que mejore los
procedimientos tradicionales, donde el espacio de que se dispone
está mucho más limitado que en superficies abiertas, y para ello ha
desarrollado una secuencia de proceso mediante la que se aportan
soluciones a las distintas fases constructivas. Esta secuencia de
etapas de proceso constituye la esencia del procedimiento de la
invención, y va a se descrita con mayor detalle en lo que sigue.
Tal y como se ha mencionado en lo que antecede,
la descripción detallada del procedimiento de instalación de vía
en placa va a ser descrito en lo que sigue con aplicación particular
al caso de un túnel bitubo, es decir, un túnel constituido por dos
tubos separados de los que cada uno de ellos incluye una única vía.
La explicación se realiza en base a uno de los tubos, siendo
idéntica para el caso del segundo tubo.
De acuerdo con el procedimiento desarrollado por
la invención, la instalación de vía en placa incluye las siguientes
etapas:
- 1.
- Formación de la sección de construcción
- 2.
- Diseño y realización de playa de vías
- 3.
- Montaje de vía auxiliar por andén de mantenimiento
- 4.
- Acopio de traviesas en andén de evacuación
- 5.
- Ejecución de presolera
- 6.
- Montaje de la vía en placa
- 7.
- Transiciones vía en placa - balasto
- 8.
- Barra larga y soldadura.
\vskip1.000000\baselineskip
A continuación se exponen las características
que distinguen a cada una de las diferentes etapas.
La sección de construcción ha sido diseñada de
modo que se construyen dos andenes, uno a cada lado, entre los que
quedan confinadas la presolera y la vía en placa. El gálibo
horizontal libre es muy reducido, lo que impide la circulación
simultánea de camiones y otros medios mecánicos, lo que ocasiona
ciclos de larga duración y por tanto influye negativamente en el
rendimiento final. Por tal motivo, la invención ha previsto la
utilización de mini-trenes adaptados a las
necesidades de producción asociadas a cada una de las fases del
proceso, y susceptibles de moverse a lo largo de una vía auxiliar,
construida al efecto, simultáneamente con la realización de cada
una de las fases, tal y como se va a describir en lo que sigue. Las
secciones de construcción son susceptibles de variaciones y pueden
incluir un andén de mantenimiento estrecho, un andén de
mantenimiento ancho, o un andén convencional muy ancho, según
convenga en función de las distintas ubicaciones a lo largo del
túnel.
De acuerdo con una segunda etapa del
procedimiento de la invención, se determina una ubicación para la
realización de una playa de vías, por ser ésta una característica
fundamental para el desarrollo logístico de la obra a ejecutar. La
playa de vías contiene un número de vías suficiente para el
cumplimiento de las actividades de carga y descarga de materiales,
así como de puesto de mando y talleres.
Tal y como se ha indicado en lo que antecede, el
montaje de una vía auxiliar para prestar servicios en relación con
las distintas actividades que se estén desarrollando, extendida
hasta más allá de los tajos de trabajo, puede ser acometido a lo
largo del andén de mantenimiento simultáneamente con la construcción
de la playa de vías descrita en la etapa anterior. Para ello, se
realiza la perforación del andén y la colocación de espigas en los
lugares en los que posteriormente se dispondrán los tirafondos de la
vía auxiliar. Además, cada cierta distancia predeterminada (por
ejemplo, cada 3,5 km en el caso de una realización práctica
preferida acorde con la invención), se realiza una vía apartadero
con el fin de clasificar las circulaciones y frontera de las
distintas actividades que se estén realizando de manera solapada.
Los carriles para la construcción de las vías férreas pueden ser
transportados hasta el lugar de montaje por medio de
tráiler-grúas o con mini-tren
carrilero, dependiendo de la situación de la obra, desplazables a lo
largo de la mencionada vía auxiliar.
Esta actividad precede al extendido del hormigón
de la presolera transportado por el mini-tren del
hormigón, el cual requiere más circulaciones que el
mini-tren travesero, ya que este último transporta
un número limitado de traviesas por cada viaje. La operativa
consiste en que el mini-tren travesero se estaciona
por delante del mini-tren del hormigón, y con la
ayuda de una máquina de tipo mini-retro
(retrocargadora), se acopian las traviesas y se distribuyen por
paquetes, para su posterior uso en la fase de montaje de la vía en
placa.
A continuación, mediante el
mini-tren de hormigón, se procede al vertido del
hormigón y a su extensión con la ayuda de reglas vibrantes y
vibradores, con el fin de obtener una rasante uniforme y precisa que
cumpla con las normas que sean aplicables al caso.
Para la ejecución de esta etapa es necesario
disponer de una longitud predeterminada de carril auxiliar, de
acuerdo con el rendimiento final que se desee obtener y siempre que
el sistema logístico lo soporte.
La etapa comprende varias fases de actividad,
que son las siguientes:
- 6.1:
- Reparto de traviesas en la presolera
- 6.2:
- Armado de vía y 1ª nivelación
- 6.3:
- 2ª nivelación
- 6.4:
- Hormigonado
- 6.5:
- Avance de la barra de montaje o corrida de carriles.
\vskip1.000000\baselineskip
La operación de reparto de traviesas consiste en
realizar la distribución consecutiva de las traviesas, de forma
equidistante, a lo largo del túnel y a la distancia que indique el
proyecto. El proceso incluye situar los puntos de marcaje en el
andén, y realizar el replanteo de un eje que sirve de apoyo para la
correcta alineación de las traviesas, mientras que una
mini-retro, dotada de bandeja, realiza el reparto de
las traviesas, por ejemplo de 4 en 4, que previamente han sido
distribuidas en el andén.
A continuación, con las traviesas posicionadas
en la presolera, se realiza la operación de armado de vía y 1ª
nivelación. Para ello, se procede a realizar la colocación del
carril con la ayuda de un mini-tren carrilero que se
desplaza a lo largo de la vía auxiliar, con capacidad para un número
de barras predeterminado dependiente de la longitud de las mismas, y
equipado con un número de pórticos sincronizados, por ejemplo, 8
pórticos en una forma de realización preferida. A continuación, se
procede a disponer a escuadra las traviesas, a embridar los
carriles, y a realizar el apriete de las traviesas a un par
suficiente predeterminado para asegurar el contacto carril traviesa,
pero sin alcanzar valores que puedan poner en peligro la integridad
de la espiga.
Seguidamente, se procede a colocar los aparejos
de nivelación y con las alineadoras-niveladoras
hidráulicas, se posiciona la vía por tramos de longitud
predeterminada ajustándola a los puntos de marcaje, dejando la vía
apeada con los husillos de los aparejos de nivelación.
Esta nivelación y alineación constituye el
proceso de ajuste y comprobación de la vía entregada por el equipo
de montaje. Es el punto de espera para el hormigonado de la
misma.
Con un equipo de topografía, por ejemplo un
equipo topográfico digital que va desplazándose progresivamente por
la vía férrea, se realiza el ajuste final. El equipo incluye un
taquímetro robotizado acompañado por un carro de medición que
dispone de un ordenador mediante el que se analiza la geometría de
la vía en tiempo real. Para reposicionar la vía se utilizan
herramientas tales como llaves de carraca y llaves de
alineación.
Una vez cumplimentadas las operaciones de
nivelación ya descritas, la siguiente fase del proceso consiste en
el hormigonado de la vía, realizada desde la posición de la vía
auxiliar, para lo cual se procede en primer lugar a proteger
debidamente tanto el carril como las sujeciones; a continuación se
realiza el vertido del hormigón por canaleta o mediante distribución
y vibrado, y por último, se realizan las operaciones de fratasado y
limpieza de las traviesas y las sujeciones.
Después de que el hormigón vertido en la fase
anterior ha fraguado, se procede a desmontar los aparejos de
nivelación y a desclavar la vía auxiliar, con el fin de cargarla en
el mini-tren carrilero que la ha de transportar a la
fase de reparto de traviesas, comenzando de nuevo el ciclo.
Dependiendo de la variación de la rigidez
requerida, así será la longitud y los tipos de las traviesas y las
sujeciones a emplear.
En líneas generales, la conexión de la vía en
placa a balasto se realiza mediante la construcción de una pequeña
losa artesa, por ejemplo de una longitud de alrededor de unos 10
metros, que confina el balasto y varía su espesor entre valores
predeterminados de, por ejemplo, 20 a 35 cms bajo traviesa. Con
anterioridad a la artesa, en la zona de vía hormigonada, se colocan
traviesas con doble sujeción, al igual que la artesa, con el fin de
colocar dos cupones rigidizadores.
Las barras largas pueden presentar longitudes
variables de 60 ó 90 metros, u otras dependiendo de las
limitaciones de cada aplicación particular. Normalmente son
transportadas a lo largo de la vía férrea por el
mini-tren carrilero, con dos posibilidades de
descarga: mini carrilero de descarga lateral, o bien carrilero de
descarga convencional en retroceso.
En cuanto a la soldadura, se prefiere la
soldadura eléctrica, aunque también son aceptables otras técnicas de
soldadura adecuadas.
Como se comprenderá, el procedimiento de
instalación de vía en placa para túneles de uso ferroviario que se
ha descrito en lo que antecede, optimiza las diversas fases
constructivas del procedimiento, y permite un incremento
considerable de los rendimientos del proceso hasta valores
productivos muy superiores a los presentados por los procedimientos
habituales del estado actual de la técnica.
No se considera necesario hacer más extenso el
contenido de la presente descripción para que un experto en la
materia pueda comprender su alcance y las ventajas que de la misma
se derivan, así como llevar a cabo la realización práctica de su
objeto.
No obstante lo anterior, y puesto que la
descripción realizada corresponde únicamente con un ejemplo de
realización preferida, se comprenderá que dentro de su esencialidad
podrán introducir múltiples modificaciones y variaciones de detalle,
asimismo comprendidas dentro del alcance de la invención, y que
podrán afectar a características relacionadas con las diferentes
fases del proceso siempre ello no suponga alteración alguna de los
principios básicos de la invención, según ha sido descrita y según
se define en las reivindicaciones que siguen.
Claims (14)
1. Procedimiento de instalación de vía en placa
en túneles bitubo, es decir, un procedimiento destinado a realizar
una instalación de vía única sobre placa en cada uno de los tubos de
un túnel bitubo, caracterizado porque incluye una sucesión de
fases de proceso, realizadas por orden secuencial en
\hbox{cada uno de los tubos del túnel, y que consistenten en:}
- -
- determinación de la sección de construcción
- -
- realización de una playa de vías
- -
- montaje de vía auxiliar por andén de mantenimiento
- -
- acopio de traviesas en andén de evacuación
- -
- ejecución de presolera
- -
- montaje de la vía en placa
- -
- transiciones de vía en placa - balasto, y
- -
- disposición de barra larga y soldadura.
\vskip1.000000\baselineskip
2. Procedimiento de instalación de vía en placa
según la reivindicación 1, caracterizado porque la sección
de construcción está diseñada de manera presenta dos andenes que
delimitan lateralmente la presolera, con un gálibo horizontal libre
reducido pero suficiente para permitir la utilización de
mini-trenes, susceptibles de desplazamiento por vía
auxiliar, adaptados a las necesidades de producción durante el
desarrollo de cada una de las distintas fases del proceso.
3. Procedimiento de instalación de vía en placa
según la reivindicación 1, caracterizado porque la etapa de
realización de playa de vías se implementa sobre una extensión
suficiente para incluir un número variable de vías, siendo este
número de vías suficiente para permitir que se lleven a cabo todas
las operaciones de carga y descarga de materiales, así como de
puesto de mando y taller.
4. Procedimiento de instalación de vía en placa
según la reivindicación 1, caracterizado porque la
realización del montaje de vía auxiliar se realiza por el andén de
mantenimiento, simultáneamente con la construcción de la playa de
vías, para lo cual se realizan perforaciones en el andén de
mantenimiento destinadas a la colocación de espigas en las
posiciones en las que se aplicarán posteriormente los tirafondos de
clavado de la vía auxiliar, con la provisión de vías apartadero en
uno o más puntos distanciados por una cierta separación
predeterminada.
5. Procedimiento de instalación de vía en placa
según la reivindicación 1, caracterizado porque la operación
de acopio de traviesas en el andén de evacuación, se realiza con
anterioridad a la operación de extendido del hormigón de la
presolera, con la ayuda de un mini-tren travesero
situado por delante del mini-tren de transporte del
hormigón, y a través de una máquina de tipo
mini-retro que se encarga de llevar a cabo el
acopio y la distribución de las traviesas, en paquetes.
6. Procedimiento de instalación de vía en placa
según la reivindicación 1, caracterizado porque la operación
de ejecución de la presolera se realiza por medio del citado
mini-tren de hormigón, con el que se efectúa el
vertido del hormigón y se extiende por medio de reglas vibrantes y
vibradores para la formación de una rasante uniforme y precisa que
cumpla con las tolerancias establecidas por las normas de
aplicación.
7. Procedimiento de instalación de vía en placa
según la reivindicación 1, caracterizado porque dicha
operación de montaje de la vía sobre la placa de hormigón se lleva a
cabo mediante una sucesión de sub-etapas
consistentes en: reparto de traviesas en la presolera, armado de vía
y primera nivelación, segunda nivelación, hormigonado, y avance de
la barra de montaje o corrida de carriles.
8. Procedimiento de instalación de vía en placa
según la reivindicación 7, caracterizado porque la
sub-etapa de reparto de traviesas en las presolera
comprende la distribución equidistante de las traviesas a lo largo
del túnel guardando una separación predeterminada, con la ayuda de
un eje de apoyo obtenido a partir de los puntos de marcaje
posicionados en el andén, y en el que el reparto de las traviesas se
lleva a cabo con la participación de una máquina de tipo
mini-retro.
9. Procedimiento de instalación de vía en placa
según la reivindicación 7, caracterizado porque la
sub-etapa de armado de vía y nivelación consiste en
la colocación del carril sobre las traviesas posicionadas en la
prelosa, a través de un mini-tren carrilero, y las
operaciones posteriores de colocación a escuadra de las traviesas,
embridado de los carriles y apriete de las traviesas, después de lo
cual se procede a la colocación de los aparejos de nivelación y al
ajuste de la vía por tramos respecto a los puntos de marcaje, con la
utilización de alineadoras-niveladoras
hidráulicas.
10. Procedimiento de instalación de vía en placa
según la reivindicación 7, caracterizado porque la operación
de segunda nivelación implementa una fase de ajuste y comprobación
de la vía entregada por el equipo de montaje, y se lleva a cabo por
medio de un equipo topográfico que incluye un taquímetro robotizado
junto con un carro de medición portador de un ordenador que analiza
la geometría de la vía en tiempo real.
11. Procedimiento de instalación de vía en placa
según la reivindicación 7, caracterizado porque la operación
de hormigonado de la vía en placa incluye una operación de
protección del carril y de las sujeciones, una operación de vertido
del hormigón por canaleta o mediante distribuidor y vibrado, y una
operación de fratasado y limpieza de las traviesas y
sujeciones.
12. Procedimiento de instalación de vía en placa
según la reivindicación 7, caracterizado porque la operación
de avance de la barra de montaje o corrida de carriles se realiza
después de que se ha producido el fraguado del hormigón de la
sub-etapa anterior, y para ello se procede a
desclavar la vía auxiliar previa retirada de los aparejos de
nivelación, siendo cargada dicha vía en el
mini-tren carrilero para su transporte hasta una
nueva fase de reparto de traviesas, para el comienzo de un nuevo
ciclo.
13. Procedimiento de instalación de vía en placa
según la reivindicación 1, caracterizado porque la fase de
transición de vía en placa - balasto comprende la construcción de
una pequeña losa artesa de longitud predeterminada que confina el
balasto, con un espesor bajo traviesa de valor preestablecido,
colocando previamente, con anterioridad a la artesa, en la zona
hormigonada, traviesas con doble sujeción para la colocación de
cupones rigidizadores.
14. Procedimiento de instalación de vía en placa
según la reivindicación 1, caracterizado porque la fase de
disposición de barra larga y soldadura se efectúa con la ayuda de un
mini-tren carrilero encargado de transportar barras
de una longitud predeterminada, desde el que son descargadas ya sea
mediante descarga lateral o ya sea mediante descarga convencional en
retroceso, dependiendo del tipo de mini-tren
carrilero utilizado, y en el que se realiza a continuación la
soldadura, mediante técnicas de soldadura eléctrica o con técnicas
de otro tipo de soldadura apropiada.
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