ES2560662T3 - Tramo en U para vía férrea - Google Patents

Abstract

Tramo (2) para al menos una vía férrea que incluye: - una estructura en U (3, 3a), prefabricada que comprende hormigón, definiendo dicha estructura en U (3, 3a) una porción de trayectoria para al menos un material rodante (1) circulante por la vía férrea, y que comprende una losa portante (4) y dos paredes laterales (5) sensiblemente verticales que flanquean lateralmente la vía férrea; - y al menos un elemento adicional (6, 9, 10, 11, 14) que permite la circulación del material rodante (1) por la vía férrea y adaptado para soportar, guiar y/o alimentar el material rodante (1), estando al menos uno de los elementos adicionales (6, 9, 10, 11, 14) directamente integrado en la estructura en U (3, 3a), caracterizado por que la estructura en U (3, 3a) está constituida a partir de una sola pieza de hormigón y es autoportante, y comprende una pista de rodadura (6), por la que circula el material rodante (1), que forma parte integrante de la losa (4) portante de la estructura en U (3, 3a).

Description

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DESCRIPCION

Tramo en U para via ferrea

La presente invencion se refiere a un tramo para una via ferrea, ya se halle el material rodante sobre neumatico o sobre carril. En efecto, en la presente solicitud, se denomina via ferrea no solo a una via ferrea como tal, es decir, una via con carriles portantes sobre los cuales circula un material rodante, sino tambien a una via con pista de rodadura, es decir, una via para material rodante con ruedas dotadas de neumatico, del tipo metro sobre neumaticos.

Es conocido semejante tramo del tipo determinado por una estructura en forma de U definitoria de una porcion de trayectoria del material rodante, comprendiendo la estructura en U una losa que soporta la via ferrea y dos paredes laterales sensiblemente verticales.

La trayectoria de la via ferrea esta definida por el ensamble de las diferentes estructuras en U. Algunas de estas estructuras en U, de hormigon, se han prefabricado en emplazamiento diferente, y su ensamble facilita considerablemente la realizacion de la via ferrea. Sin embargo, las estructuras en U prefabricadas tan solo permiten simplificar la realizacion de la obra gruesa. El documento CA 2349315A describe un tramo con las caracterlsticas del preambulo de la reivindicacion 1.

La presente invencion se encamina a realizar un tramo que comprende una estructura en U del expresado tipo y que permite la simplificacion de la integration de elementos adicionales de acabado que permiten la circulation del material rodante.

De acuerdo con la invencion, el tramo para via ferrea incluye las caracterlsticas de la reivindicacion 1.

De este modo, mediante esta configuration, en lo referente a la pista de rodadura, su integracion hace que ya no es necesario realizar en obra un hormigonado especlfico (al fabricarse esta a la par que la estructura en U) y, en lo referente a los carriles, su integracion permite fijarlos directamente en la estructura en U sin ningun dispositivo suplementario, formando, una parte de los organos de fijacion de los carriles en la estructura en U, parte integrante de la estructura en U (realizandose esta parte dentro de la estructura o fijandose en la misma en la fabrication de esta ultima). De este modo, de acuerdo con la invencion, se integran en la fabricacion de la estructura en U unas funciones ligadas al sistema ferroviario (los soportes de via, los soportes de gula laterales y la alimentation por carril), lo cual permite reducir los costes ligados a la realizacion de la via ferrea (mas alla de la obra gruesa).

Otras particularidades y ventajas de la presente invencion se iran poniendo de manifiesto en la description que sigue de dos formas de realizacion dadas a tltulo de ejemplo no limitativo e ilustradas mediante los dibujos que se acompanan en anexo.

La figura 1 es una vista en section de dos tramos conforme a una primera forma de realizacion y dispuestos uno al lado de otro para material rodante sobre neumatico, siendo los elementos adicionales integrados los carriles laterales de gula y de alimentacion,

la figura 2 es una vista en seccion de un tramo definitorio de la trayectoria de dos vlas ferreas adyacentes conforme a una segunda forma de realizacion, siendo los elementos adicionales integrados los carriles laterales de gula y de alimentacion,

la figura 3 es una vista en seccion de un tramo conforme a una tercera forma de realizacion para material rodante sobre neumatico, siendo los elementos adicionales integrados las pistas de rodadura,

la figura 4 es una vista en seccion de un tramo conforme a una cuarta forma de realizacion para material rodante sobre carril, siendo los elementos adicionales integrados las pistas de rodadura y los carriles portantes, llevandose a cabo la alimentacion por catenaria (trazo continuo) o por carril lateral (trazo discontinuo),

la figura 5 es una vista en seccion de dos tramos conforme a una quinta forma de realizacion y dispuestos uno al lado de otro para material rodante sobre carril, siendo los elementos adicionales integrados los carriles laterales de alimentacion, y

la figura 6 es una vista en seccion de un tramo definitorio de la trayectoria de dos vlas ferreas adyacentes conforme a una sexta forma de realizacion, siendo los elementos adicionales integrados las pistas de rodadura, los carriles portantes y los carriles laterales de alimentacion.

En los ejemplos ilustrados en las figuras 1 a 6, una via ferrea para material rodante 1 queda delimitada mediante un ensamble de varios tramos 2 dispuestos unos a lo largo de los otros.

Cada tramo 2 incluye una estructura 3, 3a que define una porcion de la trayectoria de la via ferrea. Cada estructura 3, 3a es en forma de U y comprende una losa 4 sensiblemente horizontal que soporta la via ferrea, y dos paredes laterales 5 sensiblemente verticales que flanquean lateralmente la via ferrea. En las presentes formas de

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realizacion, la estructura en U 3, 3a es una estructura prefabricada, en una sola pieza, realizada en hormigon armado que puede estar pretensado.

Por otro lado, siendo cada tramo 2 conforme a la presente invencion un tramo entero, cada losa 4 es portante y cada estructura en U 3, 3a es una estructura autoportante, lo cual significa que no esta soportada por otro elemento, tal como un cajon intermedio y que, por lo tanto, en el caso de una via ferrea aerea, cada estructura en U 3, 3a esta sustentada directamente por los pilares del correspondiente viaducto, y se extiende de un pilar a otro.

Cada tramo 2 comprende asimismo unos elementos adicionales 6 que permiten la circulacion del material rodante 1 sobre la via ferrea.

Estos elementos adicionales 6, 9, 10, 11, 14 comprenden al menos una pista de rodadura 6 que esta adaptada para soportar el material rodante 1. Cuando este ultimo cuenta con ruedas con neumatico 7, la pista de rodadura 6 determina la pista sobre la cual ruedan estas directamente y, cuando el material rodante 1 cuenta con ruedas metalicas 8 rodantes sobre carriles portantes 9, la pista de rodadura 6 es una zapata 6 sobre la cual van fijados directamente los carriles portantes 9 (que entonces forman parte de los elementos adicionales 6, 9, 10, 11, 14).

Los elementos adicionales 6, 9, 10, 11, 14 pueden comprender asimismo al menos un carril lateral 10, 11, 14 dispuesto lateralmente a la correspondiente via ferrea, en el interior del espacio delimitado por la U determinada por la estructura en U 3, 3a. En las tres primeras formas de realizacion, el tramo 2 comprende un carril lateral de acometida de corriente electrica 10 y un carril lateral de retorno de la corriente 11, permitiendo estos dos carriles laterales 10, 11 la alimentacion electrica del material rodante 1 que incluye patines de contacto 12, 13 adaptados para rozar contra estos carriles 10, 11 con objeto de establecer la conexion electrica. Ademas, en estas tres formas de realizacion, hallandose el material rodante 1 sobre neumatico 7, el tramo 2 comprende asimismo un carril lateral de gula 14, incluyendo el material rodante 1 unas ruedas de gula 15 cuyo eje de giro es vertical y que ruedan contra este carril 14 con el fin de encargarse del guiado transversal del material rodante 1. En las dos ultimas formas de realizacion, el tramo 2 comprende un carril lateral de acometida de corriente electrica 10 que coopera con unos patines de contacto 12 adaptados para rozar contra este carril 10, y, contando el material rodante 1 con ruedas metalicas 8 rodantes sobre carriles portantes 9, estos ultimos son utilizados como carriles de retorno de corriente.

De acuerdo con la invencion, al menos uno de los elementos adicionales 6, 9, 10, 11, 14 que permiten soportar, guiar y/o alimentar el material rodante 1 va integrado directamente en la estructura 3, 3a, sin dispositivo suplementario alguno para realizar una regulacion dimensional y geometrica del tramo 2.

En el caso de la pista de rodadura 6, esto significa que esta forma parte integrante de la losa 4 y, por lo tanto, que se ha realizado al mismo tiempo que esta ultima (cf. figuras 3, 4 y 6). En el caso de los carriles portantes 9 (cf. figuras 4 y 6) o laterales 10, 11, 14 (cf. figuras 1, 2, 5 y 6), esto significa que estos van directamente fijados en la estructura en U 3, 3a (de manera mas precisa, para los carriles portantes 9, que estos van directamente fijados en la pista de rodadura 6 (e incluso en la losa 4), y, para los carriles laterales 10, 11, 14, en las paredes laterales 5).

En las tres primeras formas de realizacion ilustradas en las figuras 1 a 3, una via ferrea lleva asociado un conjunto de tres carriles laterales 10, 11, 14. En las dos ultimas formas de realizacion ilustradas en las figuras 5 y 6, una via ferrea lleva asociado un unico carril lateral 10.

En la primera, segunda, quinta y sexta formas de realizacion, tal como puede verse en las figuras 1, 2, 5 y 6, los carriles laterales 10, 11, 14 van sustentados directamente por las paredes laterales 5 de la estructura en U 3, 3a.

La estructura en U 3, 3a se dimensiona en consecuencia de modo que cada pared lateral 5 portadora de un carril lateral 10, 11, 14 soporte no solo los esfuerzos verticales generados por el material rodante 1, sino tambien los esfuerzos transversales que el material rodante 1 genera y transmite al carril lateral 10, 11, 14.

En estas formas de realizacion, la estructura en U 3, 3a se dimensiona de modo que cada pared lateral 5 soporte los esfuerzos transversales debidos, por una parte, a los rozamientos de los patines de contacto 12, 13 sobre los carriles de alimentacion electrica 10, 11 y, por otra, a los empujes transversales ejercidos por las ruedas de gula 15 sobre el carril de gula 14, especialmente en las porciones curvas de la via ferrea.

Unos organos de fijacion 16 tradicionales permiten la fijacion de los carriles 9, 10, 11, 14 en las paredes 4, 5. Estos organos de fijacion 16 comprenden una parte que forma parte integrante de la estructura en U 3, 3a (de la pared lateral 5 o de la losa 4). De este modo, los organos de fijacion pueden comprender varillas roscadas cooperantes con pernos que permiten el apriete del carril a su soporte. En este caso, por ejemplo, o bien la varilla roscada es la parte del organo de fijacion que forma parte integrante de la estructura en U 3, 3a (habiendose dispuesto previamente la varilla dentro del molde de la estructura en U 3, 3a), o bien se hace parte integrante de la estructura en U 3, 3a un orificio de recepcion de varilla roscada (el orificio que se considera formar parte de los organos de fijacion 16 se realiza en la fabricacion de la estructura en U 3, 3a).

Adicionalmente, en las formas de realizacion ilustradas en las figuras 1 y 2, los organos de fijacion 16 asociados a los carriles laterales 10, 11, 14 comprenden un soporte 17 que va directamente fijado en la pared lateral 5 y que

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soporta el conjunto de los carriles laterales 10, 11, 14 asociados a la via ferrea (en este caso concreto, tres). Adicionalmente, en lo referente a los carriles laterales de alimentacion electrica 10, 11, se considera que los aisladores forman parte de los organos de fijacion 16.

Por otro lado, en estas formas de realizacion, las paredes laterales 5 estan conformadas de modo que su extremo superior 18 alcance sensiblemente el nivel del piso del material rodante 1 con objeto de determinar, por ejemplo, el borde de un anden de una estacion. Ademas, el extremo superior 18 se extiende transversalmente ligeramente hacia el interior de la U de la estructura en U 3, 3a con objeto de aproximarse lo mejor posible a los estribos del material rodante 1.

En las primera y quinta formas de realizacion ilustradas en las figuras 1 y 5, cada estructura en U 3 esta asociada a una sola via ferrea, y dos estructuras en U 3 identicas se hallan dispuestas una al lado de otra, realizandose un anden central de acceso al material rodante 1 circulante sobre las dos vlas ferreas mediante el empalme de los extremos superiores 17 de las dos paredes laterales 5 adyacentes de cada estructura en U 3. En las porciones de via ilustradas en la figura 1, el conjunto de los tres carriles laterales 10, 11, 14 asociados a cada via ferrea esta presente a cada lado de cada via y, en las ilustradas en la figura 5, el carril lateral 10 esta presente a cada lado de cada via. En consecuencia, cada pared lateral 5 de cada estructura en U 3 es portadora del conjunto de los carriles laterales 10, 11, 14 asociados a la correspondiente via ferrea.

En las segunda y sexta formas de realizacion ilustradas en las figuras 2 y 6, una sola estructura en U 3a esta asociada a dos vlas ferreas adyacentes entre si. En las porciones de via ilustradas en la figura 2, el conjunto de los tres carriles laterales 10, 11, 14 asociados a cada via ferrea esta presente a cada lado de cada via. En consecuencia, cada pared lateral 5 de la estructura en U 3a es portadora del conjunto de los carriles laterales 10, 11, 14 asociados al lado exterior de la correspondiente via ferrea, y un soporte central 19, fijado en la losa portante 4, entre las dos vlas ferreas, es portador del conjunto de los carriles laterales 10, 11, 14 asociados al lado interior de las dos vlas ferreas. Lo mismo ocurre con las porciones de vlas ilustradas en la figura 6, salvo que cada via tan solo tiene asociado un unico carril lateral 10.

En las tercera, cuarta y sexta formas de realizacion, la pista de rodadura 6 forma parte integrante de la losa portante 4, por lo que se fabrica al mismo tiempo que esta ultima (y, por tanto, al mismo tiempo que la estructura en U 3, 3a).

En las presentes formas de realizacion, cada llnea de ruedas portadoras 7, 8 del material rodante 1 rueda sobre una pista de rodadura 6 propia de la misma. En consecuencia, cada via ferrea tiene asociadas dos pistas de rodadura 6 integradas en la losa portante 4 (una por fila de ruedas).

Dado que los tramos 2 son tramos enteros y que las estructuras en U 3, 3a son estructuras autoportantes, con el fin de realizar esta integracion, sobre todo en cuanto a la pista de rodadura 6 se refiere (y, consecuentemente, a los carriles portantes 9), pero tambien, en menor medida, en cuanto a los carriles laterales 10, 11, 14 se refiere, se realiza un calculo detallado de la altura del elemento adicional 6, 9, 10, 11, 14 que ha de integrarse en la estructura en U 3, 3a autoportante, teniendo en cuenta la geometrla de la estructura en U 3, 3a en la prefabricacion en el momento de la aplicacion del pretensado, la deformacion a largo plazo del elemento en U 3, 3a prefabricado ligada a los problemas de contraccion y de fluencia, y la deformacion bajo sobrecarga. Ademas, en el banco de prefabricacion antes del hormigonado, se realiza asimismo una comprobacion detallada de la geometrla, cosa que por otro lado se ve facilitada por la longitud de la estructura en U 3, 3a, siendo el tramo 2 de una sola pieza.

Pueden introducirse abundantes modificaciones en las formas de realizacion de la presente invencion.

Cabrla asimismo la posibilidad de que la estructura en U, especialmente cuando es de hormigon, no este prefabricada en fabrica, sino realizada en obra, por ejemplo por encofrado. La estructura en U podrla ser asimismo de metal o parcialmente de hormigon y parcialmente de metal. La estructura en U podrla ser de tres partes (la losa y las dos paredes laterales) ensambladas entre si, y no monopieza.

Tambien cabrla la posibilidad de que cada via ferrea tan solo tenga asociada una unica pista de rodadura que sirva de pista de rodadura para las dos llneas de ruedas del material rodante, y no tanto dos pistas de rodadura tal como en las presentes formas de realizacion. Adicionalmente, el material rodante puede estar dotado a la vez de ruedas con neumatico y de ruedas metalicas que apoyan sobre carriles portantes.

Segun las porciones de via, no es necesario que el conjunto de carriles laterales asociados a una via ferrea este presente a cada lado de la misma. Cabrla la posibilidad de que cada via ferrea tan solo tenga asociado un unico carril lateral (bien el carril lateral de acometida de corriente, bien el carril de retorno de corriente, o bien el carril lateral de gula), o dos carriles laterales, segun el material rodante utilizado (sobre neumatico, sobre carril, alimentado por carril o por catenaria segun se ilustra en la figura 4...). Ademas, cabrla asimismo la posibilidad de que, cuando hay asociados a una via varios carriles laterales (dos o tres carriles), el conjunto de los carriles laterales asociados no se hallen dispuestos todos ellos en el mismo lado de la via ferrea (un carril lateral a cada lado cuando hay asociados a la via dos carriles laterales, o dos carriles laterales por un lado y el tercer carril lateral por el otro lado cuando hay asociados tres de ellos).

Por otro lado, cabrla la posibilidad de que los organos de fijacion de los carriles laterales en las paredes laterales de la estructura en U comprendan un tirante para compensar la distancia que separa esta pared lateral transversalmente a la via ferrea. En efecto, especialmente en las curvas, es necesario distanciar las paredes laterales de la trayectoria del material rodante, el cual, por su parte, tiene que seguir estando en contacto con los 5 carriles laterales con el fin de ser alimentado electricamente y guiado.

Tal como se ilustra en la figura 4 para la cuarta forma de realizacion, la alimentacion electrica del material rodante puede llevarse a cabo, para todas las formas de realizacion, tanto por catenaria (trazo continuo) como por carril lateral (trazo discontinuo) -(por carriles laterales en el caso de material que tiene ruedas dotadas de neumatico)-.

Claims (13)

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   REIVINDICACIONES

   1. T ramo (2) para al menos una via ferrea que incluye:

   - una estructura en U (3, 3a), prefabricada que comprende hormigon, definiendo dicha estructura en U (3, 3a) una porcion de trayectoria para al menos un material rodante (1) circulante por la via ferrea, y que comprende una losa portante (4) y dos paredes laterales (5) sensiblemente verticales que flanquean lateralmente la via ferrea;

   - y al menos un elemento adicional (6, 9, 10, 11, 14) que permite la circulacion del material rodante (1) por la via ferrea y adaptado para soportar, guiar y/o alimentar el material rodante (1), estando al menos uno de los elementos adicionales (6, 9, 10, 11, 14) directamente integrado en la estructura en U (3, 3a),

   caracterizado por que la estructura en U (3, 3a) esta constituida a partir de una sola pieza de hormigon y es autoportante, y comprende una pista de rodadura (6), por la que circula el material rodante (1), que forma parte integrante de la losa (4) portante de la estructura en U (3, 3a).
2. 2. Tramo (2) segun la reivindicacion 1, caracterizado por que las paredes laterales estan conformadas de modo que su extremo superior (18) este nivelado con un piso del material rodante (1).
3. 3. Tramo (2) segun la reivindicacion 1 o 2, caracterizado por que las paredes laterales se extienden por su extremo superior (18) transversalmente, hacia el interior de la estructura en U (3, 3a).
4. 4. Tramo (2) segun la reivindicacion 1, caracterizado por que cada pista de rodadura (6) es la pista por la que ruedan directamente las ruedas con neumatico (7) del material rodante (1).
5. 5. Tramo (2) segun la reivindicacion 1 o 4, caracterizado por que cada pista de rodadura (6) es una zapata (6) en la que van fijados directamente los carriles portantes (9) que forman parte integrante de los elementos adicionales (6, 9, 10, 11, 14) integrados directamente en la estructura en U (3, 3a) y por los que ruedan las ruedas metalicas (8) del material rodante (1).
6. 6. Tramo (2) segun una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por que los elementos adicionales (6, 9, 10, 11, 14) integrados directamente en la estructura en U (3, 3a) comprenden al menos un carril lateral (10, 11, 14) que va directamente fijado en una pared lateral (5) de la estructura en U (3, 3a).
7. 7. Tramo (2) segun la reivindicacion 6, caracterizado por que cada carril lateral (10, 11, 14) esta determinado por, bien por un carril lateral de acometida de corriente electrica (10), bien un carril lateral de retorno de la corriente (11), o bien un carril lateral de gula (14).
8. 8. Tramo (2) segun una de las reivindicaciones 5 a 7, caracterizado por que una parte de los organos de fijacion (16) de los carriles (9, 10, 11, 14) en la estructura en U (3, 3a) forma parte integrante de esta ultima (3, 3a).
9. 9. Tramo (2) segun la reivindicacion 8 dependiente de una de las reivindicaciones 5 o 6, caracterizado por que los organos de fijacion (16) de los carriles laterales (10, 11, 14) en la pared lateral (5) comprenden un tirante adaptado para compensar la distancia que separa esta pared (5) transversalmente a la via ferrea.
10. 10. Tramo (2) segun una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado por que se extiende longitudinalmente de un primer pilar de un viaducto a un segundo pilar del viaducto, adyacente al primer pilar.
11. 11. Tramo (2) segun una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado por que la estructura en U (3, 3a) esta realizada en hormigon pretensado.
12. 12. Procedimiento de realizacion de un tramo (2) conforme a una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado

    por que comprende una etapa de diseno de la estructura en U (3, 3a) en una sola pieza, en la cual hay:

    - aplicacion de un pretensado en la estructura en U (3, 3a) prefabricada en hormigon;

    - calculo de la deformacion a largo plazo de la estructura en U (3, 3a) prefabricada ligada a los problemas de contraccion y de fluencia;

    - calculo de la deformacion bajo sobrecarga de la estructura en U (3, 3a) prefabricada;

    - calculo de la altura del elemento adicional (6, 9, 10, 11, 14) que ha de integrarse, determinandose dicho

    calculo teniendo en cuenta la geometrla de la estructura en U (3, 3a) en la prefabricacion en el momento de la etapa de aplicacion del pretensado, la etapa de calculo de la deformacion a largo plazo de la estructura en U (3, 3a) prefabricada y la etapa de calculo de deformacion bajo sobrecarga.
13. 13. Procedimiento de realizacion segun la reivindicacion 12 de un tramo segun la reivindicacion 7 o una de las reivindicaciones que dependen de ella, caracterizado por que, en la etapa de diseno, la estructura en U (3, 3a) se dimensiona de modo que cada pared lateral (5) portadora de un carril lateral (10, 11, 14) soporte los esfuerzos

    transversales y verticales que genera el material rodante (1).