WO2013121069A2 - Traviesa aerodinámica de ferrocarril de alta velocidad - Google Patents

Traviesa aerodinámica de ferrocarril de alta velocidad Download PDF

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WO2013121069A2
WO2013121069A2 PCT/ES2013/070091 ES2013070091W WO2013121069A2 WO 2013121069 A2 WO2013121069 A2 WO 2013121069A2 ES 2013070091 W ES2013070091 W ES 2013070091W WO 2013121069 A2 WO2013121069 A2 WO 2013121069A2
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WO2013121069A4 (es
WO2013121069A3 (es
Inventor
Miguel Rodriguez Plaza
Alvaro MASCARAQUE SILLERO
Luis Alberto MONTES LEON
Alejandro IZQUIERDO DE FRANCISCO
Manuel RODRÍGUEZ FERNÁNDEZ
Paula ALVAREZ LEGAZPI
Benigno LAZARO GÓMEZ
Ezequiel GONZALEZ MARTINEZ
Alvaro ANDRES ALGUACIL
Diana ALONSO GIMENO
Santiago DEL BLANCO VILLALBA
Angel PEREÑA TAPIADOR
Rafael REBOLO GOMEZ
Pedro Jose HERRAIZ ALIJAS
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Administrador De Infraestructuras Ferroviarias (Adif)
Fundación Cidaut
Sener Ingenieria Y Sistemas, S.A.
Universidad Politecnica De Madrid
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01B—PERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B3/00—Transverse or longitudinal sleepers; Other means resting directly on the ballastway for supporting rails
    • E01B3/28—Transverse or longitudinal sleepers; Other means resting directly on the ballastway for supporting rails made from concrete or from natural or artificial stone
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
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    • E01B3/00—Transverse or longitudinal sleepers; Other means resting directly on the ballastway for supporting rails
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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    • E01B—PERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B3/00—Transverse or longitudinal sleepers; Other means resting directly on the ballastway for supporting rails
    • E01B3/44—Transverse or longitudinal sleepers; Other means resting directly on the ballastway for supporting rails made from other materials only if the material is essential

Definitions

  • the present invention relates to a sleeper whose design has a double objective: the reduction of the aerodynamic load produced by the passage of the train over the ballast, as well as preventing the ballast particles from being deposited on the sleeper. This reduces the probability that the phenomenon of ballast lift appears.
  • the invention is applicable in the railway field, especially it is applicable in the construction and renovation of roads through which high-speed rail vehicles circulate. BACKGROUND OF THE INVENTION AND TECHNICAL PROBLEM TO BE SOLVED.
  • the sleepers perform different functions on the track in which they are placed, including: the transmission of dynamic stresses generated during the transit of railway vehicles, fix the rails in their place of use, keep constant The distance between the rails (the track width), preserve the road and dampens the vibrations of the lane and the acoustic impact on the environment.
  • the area of the track on which the railway vehicle rests is composed of rails, sleepers and ballast.
  • the baiasto is the stone material on which the sleepers coiocan and which, in addition to supporting the sleepers, is used to wrap said sleepers and prevent lateral movement of the sleepers.
  • ballast stone is projected producing impacts with other stones, with the rail, with the sleepers or with other elements of the railway superstructure.
  • the shape of the sleeper is an important factor, which significantly influences the wind speed on the bed of the ballast, thus being a relevant parameter in the phenomenon of ballast lift .
  • ballast (stone material) is coioca
  • the sleepers and the rails are placed, with specialized track assembly machinery, the rails are located in their final position (the elevation is modified and they move laterally when necessary), performing, at the same time, the wrapped in the sleepers with baiasto, well obtained from the one who placed first or a new contribution.
  • the action of wrapping the sleepers with ballast makes the sleeper embedded inside the ballast, only part of the sleeper protruding in height (upper faces of the sleeper).
  • the shape of the sleeper more specifically of the part of the sleeper that protrudes from the ballast when the track is already prepared for the movement of trains, has a notable influence on the phenomenon of ballast lift.
  • the present invention discloses a new crossbeam to be installed on railway lines that support high-speed vehicle circulation, which helps to reduce the aerodynamic load of the train on the track, thus decreasing the probability of the phenomenon of ballast lift. .
  • the aerodynamic high-speed railroad track comprises a central zone, two support zones, on each side of the central zone, on which the rails sit, and two external zones, located at the ends of the crossbar and following the support areas
  • the cross section of the sleeper comprises in the central zone, in the support zones and in the two external zones two solid sections:
  • first lower section comprising a first polygon with at least 4 sides
  • a second upper section comprising at least a second polygon of "n" sides, with n>4;
  • the first section and the second section are in solidarity, the upper base of the first polygon and its lower base of the second polygon sharing its sides;
  • the central zone comprises a middle sector that constitutes the center of the crossbar, and two extreme sectors located on both sides of the middle section of the central section of the crossbar.
  • the cross section of the crossbar comprises in the second section of the middle sector only a second polygon in which the number of sides "n" is comprised between 4 and infinity, so that the wind speed is attenuated by the geometry of the crossbar on the bed of the ballast in the area between sleepers.
  • the cross section of the crossbar in the extreme sectors of the central zone, comprises a third polygon located on the second polygon, having the third polygon "m" sides, with m> 4.
  • the conical sector profile of the second polygon and the third polygon comprises a circular, parabolic, hyperbolic and ellipsoidal sector profile.
  • the upper sides of the second polygon of the middle sector of the central zone are a continuation of the upper sides of the third polygon in the extreme sector of the central zone, presenting continuity on the outer surface offered by the third polygon and the second polygon.
  • the length of the upper side of the second polygon is less than or equal to half the length of the lower base of the second polygon.
  • the railway sleeper is made of a material to choose between concrete, fiber or composite materials.
  • FIG. 1 shows a perspective view of a first embodiment of the invention.
  • FIG. 1 shows an elevation of the crossbar according to the embodiment of Figure 1.
  • Figure 3 shows a plan view of the crossbar according to the embodiment of Figure 1.
  • FIG. 4 shows a view of a cross section made in the outer area of the crossbar according to the first embodiment.
  • FIG. 5 shows a view of a cross section made in the support area of the crossbar according to the first embodiment.
  • FIG. 6 shows a view of a cross section made in the end sector of the central area of the crossbar according to the first embodiment.
  • FIG. 7 shows a cross-sectional view taken in the middle sector of the central area of the crossbar according to the first embodiment.
  • FIG. 8 shows a perspective view of a second embodiment of the invention.
  • FIG. 9 shows a cross-sectional elevation according to the embodiment of Figure 8.
  • FIG. 10 shows a plan view of the crossbar according to the embodiment of Figure 8.
  • FIG. 11 shows a view of a cross section made in the outer area of the crossbar according to the second embodiment.
  • FIG. 12 shows a cross-sectional view taken in the support area of the crossbar according to the second embodiment.
  • FIG. 13 shows a cross-sectional view taken in the end sector of the central area of the crossbar according to the second embodiment.
  • FIG. 14 shows a cross-sectional view taken in the middle sector of the central area of the crossbar according to the second embodiment.
  • FIG. 15 shows a section of a track consisting of trapezoidal sleepers such as those of the invention and rails already installed on said sleepers.
  • FIG. 16 shows a section of a track consisting of cylindrical sleepers such as those of the invention and rails already installed on said sleepers.
  • the invention discloses a new sleeper (1) specially developed for use on roads where high-speed train traffic occurs.
  • the crossbar (1) object of the invention has a doubly symmetrical geometry since it is longitudinally and transversely symmetrical about planes that pass through the center of the crossbar (1). Said planes are perpendicular to the plane of the drawing, as can be seen in Figures 3 and 10, and pass through the axes indicated in said figures.
  • the geometry of the crossbar (1) shows that, in the cross sections of the crossbar (1) (observable in Figures 4-7 and Figures 11-14), two are distinguished parts, a first lower section (5) in which the cross member is formed by a first polygon (7) of at least 4 sides and a second upper section (6), whose geometry is detailed below.
  • Both the first section (5) and the second section (6) are solid, resulting in a solid crossbar (1) in the two embodiments of the crossbar (1).
  • the first lower section (5) in all the different cross sections of the crossbar (1) object of the invention, is formed by a first polygon (7) of at least 4 sides (see Figures 4-7 and 11-14) .
  • Said first polygon (7) is the same in the two different embodiments of the crossbar (1) object of the invention, although it should be noted that its dimensions are different in the different sections that are in the imaginary path of the crossbar (1).
  • the second upper section (6) in which the cross section of the crossbar is divided in the development of this memory is different depending on whether it is in the central zone (2), in the support zones (3) or in the external zone (4) of the sleeper (1) (see figures 4-7 and 11-14): - in the outer areas (4) of the crossbar (1) the second upper section (6) is formed by a second polygon (8) of "n" sides being "n"> 4 (see Figure 4 for the first embodiment and figure 11 for the second embodiment),
  • the second upper section (6) is formed by a second polygon (8) of "n" sides being "n"> 4 (see Figure 5 for first embodiment and figure 12 for the second embodiment),
  • the second section (6) is formed by two polygons, the second polygon (8) of at least 4 sides, and on the second polygon a third polygon (12) of "m" sides appears "m” 4 being (see Figure 6 for the first embodiment and Figure 13 for the second embodiment).
  • the second section (6) is formed by a second polygon (8) of "n" sides being 'n4. (See Figure 7 for the first embodiment and Figure 14 for the second embodiment).
  • the first section (5) and the second section (6) are solidarity and share their sides of the upper base (10) of the first polygon (7) and the lower base (9) of the second polygon (8).
  • the two different embodiments of the sleeper (1) are obtained by modifying the geometry of the second section (6) that forms part of the cross section of the central zone (2).
  • the geometries of the two embodiments of the sleeper (1) are differentiated, according to the geometry of the two sectors (2a, 2b) that form the central area (2) of the sleeper (1).
  • the second upper section (6) comprises a second polygon (8) having "n" sides being “rS 4; in the extreme sector (2b) of the central zone (2) (see Figure 6) the second upper section (6) comprises two polygons: a second polygon (8) having "n" sides being “nS 4 , and a third polygon (12) of "m” sides being "rrg 4 located on said second polygon (8), the lower base (9 ') being of the third polygon located on the center of the upper base (10 !
  • the second upper section (6) has a circular sector shape, assimilating said circular sector shape as a second polygon (8) of "n" sides with "n” tending to infinity;
  • the second upper section (6) comprises two different forms: a second polygon (8) having at least 4 allies, and a form of circular sector that is assigned to a third polygon (12) of "m” allies tending "m" to infinity, located on the said second polygon (8), the lower base (9 ') of the third polygon located above the center of the upper base (10 ') of the second polygon (8).
  • the line (11) is horizontal in the middle sector (2a) of the central zone (2) and in the extreme sector (2b) of the central zone (2) the line (11) continues the inclination he acquired in the support areas.
  • the plants in the two embodiments of the sleeper (1) object of the invention are identical, except in the central area (2) of the sleeper (1) due to the existence of the polygonal profile of the first embodiment against the circular sector profile of the second embodiment.
  • the crossbar (1) has a greater width, producing a narrowing from the beginning of the support zone (3) to the middle sector (2a) of the central zone (2), that is narrowing is carried out in the support zones (3) and in the extreme sector (2b) of the central zone (2).
  • the plan of the crossbar (1) object of the invention is defined as described below: in the external zone (4) the crossbar has a width, in the middle sector (2a) of the central zone (2) it has a width smaller and there is a transition zone that covers the support zone (3) and the end sector (2b) of the central zone, in which the variation of said width occurs in a linear fashion.
  • the novel geometry of the central zone (2) of the crossbar (1) is aimed at attenuating the wind speed at the height of the ballast in the cross-sectional area (cross-sectional speed range) when a rail vehicle passes at high speed.
  • This geometry also aims to minimize the possibility of individual stones that form the ballast are deposited on the crossbar (1), thus reducing the possibility that a stone is placed on the crossbar (1) due to the passage of a railway vehicle, and subsequently with the passage of another railway vehicle the stone Exit projected.
  • the reduction of the speed field between sleepers (1) is obtained, as already indicated, by modifying the geometry of the sleeper (1), in the area between the rails (13) that form the train track, in this way a cross member (1) is obtained with a profile like ei that can be seen in figure 1, in a first embodiment, or like the one seen in figure 8, in a second embodiment.
  • the faces of the sleeper (1) are not vertical, since in all the faces there is at least one incineration, beginning, in the lowest part of the sleeper (1), the one closest to the ground plane, in one more plane away from the center of the crossbar (1) and at the highest part of the crossbar (1) in a plane closer to the center of the crossbar (1).

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Abstract

La traviesa (1) aerodinámica de ferrocarril de alta velocidad comprende una zona central (2), dos zonas de apoyo (3) a cada lado de la zona central (2), sobre la que se asientan los raíles, y dos zonas externas (4), ubicadas en los extremos de la traviesa (1 ), a continuación de las zonas de apoyo (3). La sección transversal de la traviesa (1 ) comprende, tanto en la zona central (2), como en las zonas de apoyo (3), como en las dos zonas externas (4), una primera sección (5) inferior que comprende un primer polígono (7) de al menos 4 lados y una segunda sección (6) superior que comprende al menos un segundo polígono (8) de n lados, siendo n≥ 4, siendo la primera sección (5) y la segunda sección (6) solidarias, compartiendo sus lados la base superior (10) del primer polígono (7) y la base inferior (9) del segundo polígono (8).

Description

TRAVIESA AERODINÁMICA DE FERROCARRIL DE ALTA VELOCIDAD
DESCRIPCIÓN OBJETO DE LA INVENCIÓN
La presente invención se refiere a una traviesa cuyo diseño tiene un doble objetivo: la reducción de la carga aerodinámica producida por el paso del tren sobre ei iecho del balasto, así como evitar que las partículas de balasto queden depositadas sobre la traviesa. De este modo se reduce la probabilidad de que aparezca ei fenómeno del levante del balasto. La invención es de aplicación en el ámbito ferroviario, especialmente es de aplicación en la construcción y renovación de vías por las que circulan vehículos ferroviarios a alta velocidad. ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Y PROBLEMA TÉCNICO A RESOLVER.
De los elementos que componen la vía, las traviesas realizan diferentes funciones en la vía en la que están colocadas, entre ellas: la transmisión de esfuerzos dinámicos generados durante el tránsito de los vehículos ferroviarios, fija los carriles en su sitio de uso, mantienen constante la distancia entre los carriles (el ancho de vía), preservan el camino de rodadura y amortigua las vibraciones del carril y el impacto acústico sobre el entorno.
La evolución de los materiales que forman la traviesa ha sido constante, partiendo de una traviesa que estaba constituida por madera, pasando por traviesas constituidas por dos piezas de hormigón unidas entre sí por un elemento metálico y llegando a una traviesa constituida exclusivamente por hormigón, que es la que actualmente se emplea en la construcción de vías ferroviarias.
En la configuración de una vía ejecutada sobre balasto, a parte de la electrificación y ios sistemas de seguridad, la zona de la vía sobre la que se apoya el vehículo ferroviario está compuesta por carriles, traviesa y balasto. Ei baiasto es ei material pétreo sobre ei que se coiocan ias traviesas y que, además de servir de apoyo a las traviesas, se emplea para arropar dichas traviesas e impedir ei movimiento lateral de las traviesas.
Ei desarrollo de la alta velocidad en ia circuíación de ios trenes ha hecho que aparezcan una serie de fenómenos que en la circulación de trenes a velocidades convencionales no ocurrían.
Uno de los nuevos fenómenos es ei levante del balasto. Este fenómeno se produce con la circuiación dei vehículo ferroviario a una velocidad elevada que, debido a la velocidad del aire que desplaza el vehículo ferroviario en su movimiento, transmite a las piedras que forman ia capa de baiasto un empuje que hace que las piedras roten y se desplacen llegando en ocasiones a impactar en ios bajos del tren. Cuando este impacto ocurre, la piedra del balasto sale proyectada produciendo impactos con otras piedras, con eí carril, con las traviesas o con otros elementos de la superestructura ferroviaria.
Para tratar de evitar el fenómeno del levante del balasto, es clave la mejora de las condiciones aerodinámicas, tanto del tren como de la vía.
En la mejora de las condiciones aerodinámicas de ia vía, es un factor importante la forma de la traviesa, que influye de una forma significativa en la veiocidad dei viento sobre ei lecho del baiasto, siendo por tanto parámetro relevante en el fenómeno del levante de balasto.
En ia ejecución de una vía, una vez construida la plataforma sobre ia que se va a colocar la vía, los pasos que se siguen son:
- se coioca una capa de balasto (material pétreo),
- sobre dicha capa de balasto se colocan las traviesas, y
- se colocan los carriles sobre los que circulará el tren fijados a dichas traviesas.
Una vez que están colocados el balasto, las traviesas y los carriles, con maquinaria especiaiizada de montaje de vía se ubican los carriles en su posición definitiva (se modifica ia cota y se desplazan lateralmente cuando es necesario), realizándose, a la vez, el arropado de ias traviesas con baiasto, bien obtenido del que se situó en primer lugar o bien de nueva aportación. La acción de arropar las traviesas con balasto hace que la traviesa quede embebida dentro del balasto, sobresaliendo en altura solamente una parte de la traviesa (caras superiores de la traviesa). La forma de la traviesa, más en concreto de la parte de la traviesa que sobresale del balasto cuando la vía ya está preparada para la circulación de trenes, tiene una influencia notable en el fenómeno del levante de balasto.
En el estado de la técnica se encuentra el documento GB 706587 A que divulga una traviesa constituida por dos elementos de hormigón, sobre los que se emplazan los carriles, unidos por una pieza metálica con diferentes secciones; también es conocido el documento ES 2016883 A6 que divulga una traviesa que se puede adaptar a los dos anchos de vía existentes en España a través de una pieza metálica, mediante el giro de la pieza metálica, estando dicha pieza anclada a la traviesa. DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
La presente invención divulga una nueva traviesa para instalarse en las líneas ferroviarias que soportan circulación de vehículos a alta velocidad, que contribuye a disminuir la carga aerodinámica del tren en la vía, disminuyendo de esta manera la probabilidad de que aparezca el fenómeno del levante de balasto.
La traviesa aerodinámica de ferrocarril de alta velocidad comprende una zona central, dos zonas de apoyo, a cada lado de la zona central, sobre las que se asientan ios raíles, y dos zonas externas, ubicadas en ios extremos de la traviesa y a continuación de las zonas de apoyo.
La sección transversal de la traviesa comprende en la zona central, en las zonas de apoyo y en las dos zonas externas dos secciones macizas:
- una primera sección inferior, que comprende un primer polígono de al menos 4 lados, y
- una segunda sección superior, que comprende al menos un segundo polígono de "n" lados, con n > 4; En la traviesa la primera sección y la segunda sección son solidarias, compartiendo sus lados la base superior del primer polígono y la base inferior del segundo polígono;
En la traviesa la zona central comprende un sector medio que constituye el centro de la traviesa, y dos sectores extremos situados a los dos lados del sector medio de la zona central de la traviesa.
La sección transversal de la traviesa comprende en la segunda sección del sector medio solamente un segundo polígono en el que el número de lados "n" está comprendido entre 4 e infinito, de modo que mediante la geometría de la traviesa se atenúa la velocidad del viento sobre el lecho del balasto en la zona entre traviesas.
En la traviesa aerodinámica de ferrocarril de alta velocidad el número de lados "n" del segundo polígono tiende a infinito en el sector medio de la zona central, presentando un perfil de sector cónico.
En la traviesa aerodinámica de ferrocarri! de a!ta velocidad siendo el número de lados del segundo polígono "n" igual a 4, la sección transversal de la traviesa, en los sectores extremos de la zona central, comprende un tercer polígono situado sobre el segundo polígono, teniendo el tercer polígono "m" lados, con m > 4.
En los sectores extremos de la zona central de la traviesa, el número de lados "m" del tercer polígono tiende a infinito, presentando un perfil de sector cónico.
El perfil de sector cónico del segundo polígono y del tercer polígono comprende un perfil de sector circular, parabólico, hiperbólico y elipsoidal.
En la sección superior, los lados superiores del segundo polígono del sector medio de la zona central son continuación de los lados superiores del tercer polígono en el sector extremo de la zona central, presentando continuidad en la superficie exterior que ofrecen el tercer polígono y el segundo polígono.
En la traviesa aerodinámica de ferrocarril de alta velocidad cuando el número de lados "n" del segundo polígono igual a 4 en el sector medio de la zona central, la longitud del lado superior del segundo polígono es menor o igual a la mitad de la longitud de la base inferior del segundo polígono.
En la traviesa aerodinámica de ferrocarril de alta velocidad longitudinalmente, existe una línea que marca una transición entre la primera sección y la segunda sección y cuya inclinación varía según se encuentre en las tres zonas de la traviesa ofreciendo dicha traviesa continuidad en la superficie exterior.
La traviesa de ferrocarril está fabricada en un material a elegir entre hormigón, fibra o materiales compuestos.
DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
La invención se complementa, para una fácil comprensión de la descripción que se está realizando, con un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:
- La figura 1 muestra una vista en perspectiva de una primera forma de realización de la invención.
- La figura 2 muestra un alzado de la traviesa según la forma de realización de la figura 1.
- La figura 3 muestra una vista en planta de la traviesa según la forma de realización de la figura 1.
- La figura 4 muestra una vista de una sección transversal realizada en la zona externa de la traviesa según la primera realización.
- La figura 5 muestra una vista de una sección transversal realizada en la zona de apoyo de la traviesa según la primera realización.
- La figura 6 muestra una vista de una sección transversal realizada en el sector extremo de la zona central de la traviesa según la primera realización.
- La figura 7 muestra una vista de una sección transversal realizada en el sector medio de la zona central de la traviesa según la primera realización.
- La figura 8 muestra una vista en perspectiva de una segunda forma de realización de la invención. - La figura 9 muestra un alzado de ia traviesa según la forma de realización de la figura 8.
- La figura 10 muestra una vista en planta de la traviesa según la forma de realización de la figura 8.
- La figura 11 muestra una vista de una sección transversal realizada en la zona externa de la traviesa según la segunda realización.
- La figura 12 muestra una vista de una sección transversal realizada en la zona de apoyo de ia traviesa según ia segunda realización.
- La figura 13 muestra una vista de una sección transversal realizada en el sector extremo de la zona central de la traviesa según la segunda realización.
- La figura 14 muestra una vista de una sección transversal realizada en el sector medio de la zona central de la traviesa según la segunda realización.
- La figura 15 muestra un tramo de una vía constituido por traviesas trapezoidales como las de la invención y unos carriles ya instalados sobre las citadas traviesas.
- La figura 16 muestra un tramo de una vía constituido por traviesas cilindricas como las de la invención y unos carriles ya instalados sobre las citadas traviesas.
A continuación se proporciona una lista de los distintos elementos representados en las figuras que integran la invención:
1. traviesa,
2. zona central,
2a.- sector medio,
2b.- sector extremo,
3. zona de apoyo,
4. zona externa,
5. primera sección,
6. segunda sección,
7. primer polígono,
8. segundo polígono, 9, 9'.- base superior,
10, 10'.- base inferior,
11. iínea,
12. tercer polígono,
13. carriles,
14, 14'.- lado superior.
DESCRIPCIÓN DE UNA FORMA DE REALIZACIÓN DE LA INVENCIÓN
La invención divulga una nueva traviesa (1 ) desarrollada especialmente para su utilización en vías en las que se produce circulación de trenes de alta velocidad.
La traviesa (1 ) objeto de la invención tiene una geometría doblemente simétrica ya que es simétrica longitudinal y transversalmente respecto unos planos que pasan por el centro de la traviesa (1 ). Dichos planos son perpendiculares al plano del dibujo, tal y como puede apreciarse en las figuras 3 y 10, y pasan por los ejes señalados en las citadas figuras.
En la vista en perspectiva de las figuras 1 y 8, en las que se muestran las dos formas de realización de la traviesa (1 ) objeto de la invención, se observa la geometría de la traviesa (1 ), en la que se diferencian tres zonas:
- una zona central (2), que tiene dos secciones transversales diferentes que dan lugar a las dos formas de realización de la invención.
- a los lados de la zona central (2) se encuentran dos zonas de apoyo
(3), que servirán de apoyo a los carriles (13), siendo iguales en las dos formas de realización de la invención, y
- a continuación aparecen dos zonas externas (4) situadas a continuación de las zonas de apoyo (3), que constituyen los extremos de la traviesa (1 ), y que también son iguales en las dos formas de realización de la invención.
En la zona central (2) es donde la geometría de la traviesa (1 ) aporta mayor novedad en el diseño respecto a las ya conocidas en el estado de la técnica. A continuación mediante un recorrido imaginario, comenzando en una de ias zonas externas (4) y finalizando en eí centro de la traviesa (1 ) objeto de la invención, se va a hacer una descripción de la geometría de la traviesa (1) mediante la descripción de las diferentes secciones transversales que aparecen durante el mencionado recorrido imaginario. En las diferentes secciones que aparecen en las figuras se han representado, para ofrecer una mayor claridad en las mismas, distintos polígonos que se describen más adelante. Dichos polígonos deben entenderse como una representación para explicar la invención, si bien en la realidad no suponen división real alguna en las secciones transversales que se describen.
La geometría de la traviesa (1 ), en las dos formas de realización de la invención, muestra que, en ias secciones transversales de la traviesa (1 ) (observables en las figuras 4-7 y figuras 11-14), se diferencian dos partes, una primera sección (5) inferior en ía que la traviesa está formada por un primer polígono (7) de, al menos, 4 lados y una segunda sección (6) superior, cuya geometría se detalla más adelante.
Tanto la primera sección (5) como la segunda sección (6) son macizas resultando así una traviesa (1 ) maciza en las dos formas de realización de la traviesa (1).
La primera sección (5) inferior, en todas las secciones transversales diferentes de la traviesa (1 ) objeto de la invención, está formada por un primer polígono (7) de al menos 4 lados (véanse figuras 4-7 y 11-14). Dicho primer polígono (7) es igual en las dos realizaciones diferentes de la traviesa (1 ) objeto de la invención, aunque debe señalarse que sus dimensiones son distintas en las diferentes secciones que se encuentran en el recorrido imaginario de la traviesa (1).
La segunda sección (6) superior en que se divide la sección transversal de la traviesa en el desarrollo de esta memoria, es diferente según se encuentre en la zona central (2), en las zonas de apoyo (3) o en la zona externa (4) de la traviesa (1 ) (véanse figuras 4-7 y 11-14): - en ias zonas externas (4) de la traviesa (1 ) la segunda sección (6) superior está formada por un segundo polígono (8) de "n" lados siendo "n" > 4 (véase la figura 4 para la primera realización y la figura 11 para la segunda realización),
- en las zonas de apoyo (3) de la traviesa (1 ), ía segunda sección (6) superior está formada por un segundo polígono (8) de "n" lados siendo "n" > 4 (véase la figura 5 para la primera realización y ía figura 12 para la segunda realización),
- en la zona central (2) de la traviesa (1 ), se diferencian dos sectores, un sector medio (2a) y un sector extremo (2b), en los que aparecen dos secciones transversales diferentes generadas porque la segunda sección (6) superior es diferente según el sector en que se encuentre:
- en el sector extremo (2b), la segunda sección (6) está formada por dos polígonos, el segundo polígono (8) de ai menos 4 lados, y sobre el segundo polígono aparece un tercer polígono (12) de "m" lados siendo "m" 4 (véase la figura 6 para la primera realización y la figura 13 para la segunda realización).
- en el sector medio (2a), la segunda sección (6) está formada por un segundo polígono (8) de "n" lados siendo 'n4. (véase la figura 7 para la primera realización y la figura 14 para la segunda realización).
La primera sección (5) y la segunda sección (6) son solidarias y comparten sus lados ía base superior (10) deí primer polígono (7) y la base inferior (9) del segundo polígono (8).
Como ya se ha mencionado, las dos realizaciones diferentes de la traviesa (1) se obtienen modificando la geometría de ía segunda sección (6) que forma parte de la sección transversal de la zona central (2). A continuación se diferencian las geometrías de las dos realizaciones de la traviesa (1 ), según la geometría de los dos sectores (2a, 2b) que forman la zona central (2) de la traviesa (1). En ia primera realización, en ei sector medio (2a) de la zona central (2) (véase la figura 7), la segunda sección (6) superior, comprende un segundo polígono (8) que tiene "n" lados siendo "rS 4; en el sector extremo (2b) de la zona central (2) (véase la figura 6) la segunda sección (6) superior, comprende dos polígonos: un segundo polígono (8) que tiene "n" lados siendo "nS 4, y un tercer polígono (12) de "m" lados siendo "rrg 4 situado sobre ei mencionado segundo polígono (8), estando la base inferior (9') del tercer polígono situado sobre ei centro de la base superior (10!) del segundo polígono (8). En esta primera realización los lados superiores (14') del tercer polígono (12) del sector extremo (2b), (véase la figura 6) aparecen longitudinaimente en ia traviesa (1) como una continuación de los lados superiores (14) del segundo polígono (8) del sector medio (2a), (véase la figura 7) de manera que existe continuidad en la superficie superior de ia traviesa (1 ) en ia zona central (2). Obsérvese en ía figura 1 la evolución de la geometría de la traviesa (1 ) a lo largo de su zona central (2).
En ía segunda realización, en el sector medio (2a) de la zona central (2) (véase ia figura 14), la segunda sección (6) superior, tiene forma de sector circular, asimilando dicha forma de sector circular como un segundo polígono (8) de "n" lados con "n" tendiendo a infinito; en ei sector extremo (2b) de ia zona central (2) (véase la figura 13) ia segunda sección (6) superior, comprende dos formas diferentes: un segundo polígono (8) que tiene al menos 4 iados, y una forma de sector circular que se asímiia a un tercer polígono (12) de "m" iados tendiendo "m" a infinito, situado sobre el mencionado segundo polígono (8), estando la base inferior (9') del tercer polígono situado sobre el centro de la base superior (10') del segundo polígono (8). En esta segunda realización la forma de sector círcuiar del sector extremo (2b) (véase la figura 13), aparece longitudinalmente en la traviesa (1) como una continuación de la forma de sector circular del sector medio (2a), (véase la figura 14) de manera que existe continuidad en ía superficie superior de la traviesa (1 ) en ía zona centra! (2). Obsérvese en la figura 8 la evoiución de la geometría de la traviesa (1 ) a lo largo de su zona central (2). Ei cambio de la primera sección (5) a la segunda sección (6) está marcado longitudinalmente en la traviesa por una línea (11) (véanse figuras 2 y 9) que cambia su inclinación según se encuentre en las tres zonas diferenciadas en la traviesa de la siguiente manera:
- en las zona externas (4) la línea (11 ) es horizontal,
- en las zonas de apoyo (3) la línea (11 ) es inclinada ganando altura desde el extremo de ia traviesa (1 ) hacia el centro,
- en la zona central (2) ia línea (11) es horizontal en el sector medio (2a) de la zona central (2) y en el sector extremo (2b) de la zona central (2) la línea (11 ) continúa la inclinación que adquirió en las zonas de apoyo.
Las plantas en las dos realizaciones de la traviesa (1) objeto de la invención (observables en las figuras 3 y 10) son idénticas, salvo en la zona central (2) de la traviesa (1 ) debido a la existencia del perfil poligonal de la primera realización frente al perfil de sector circular de la segunda realización. Considerando las tres zonas ya mencionadas (externa, de apoyo y central), se observa que en la zona externa (4) la traviesa (1 ) tiene una anchura mayor, produciéndose un estrechamiento desde el comienzo de la zona de apoyo (3) hasta el sector medio (2a) de la zona central (2), es decir el estrechamiento se lleva a cabo en las zonas de apoyo (3) y en el sector extremo (2b) de la zona central (2).
La planta de la traviesa (1 ) objeto de la invención queda definida como está descrito a continuación: en la zona externa (4) la traviesa tiene una anchura, en el sector medio (2a) de la zona central (2) tiene una anchura menor y existe una zona de transición que abarca la zona de apoyo (3) y el sector extremo (2b) de la zona central, en la que se produce la variación de dicha anchura de un modo lineal.
La novedosa geometría de la zona central (2) de la traviesa (1 ) tiene como objetivo atenuar la velocidad del viento a la altura del balasto en la zona entre traviesas (campo de velocidades entre traviesas) cuando se produce el paso de un vehículo ferroviario a elevada velocidad. Esta geometría también tiene como objetivo minimizar la posibilidad de que las piedras individuales que forman el balasto se depositen sobre la traviesa (1 ), reduciendo de esta manera, la posibilidad de que una piedra quede colocada sobre la traviesa (1) debido ai paso de un vehículo ferroviario, y posteriormente con el paso de otro vehículo ferroviario la piedra salga proyectada.
La reducción del campo de velocidades entre traviesas (1 ) se obtiene, como ya se ha indicado, modificando la geometría de la traviesa (1), en la zona comprendida entre los carriles (13) que forman la vía del tren, de esta manera se obtiene una traviesa (1 ) con un perfil como ei que se puede observar en la figura 1 , en una primera realización, o como el que se observa en la figura 8, en una segunda realización.
Las caras de la traviesa (1) no son verticales, ya que en todas las caras existe al menos una incíinación, comenzando, en la parte más baja de la traviesa (1), aquella más próxima al plano del suelo, en un plano más alejado del centro de la traviesa (1 ) y en la parte más alta de la traviesa (1 ) en un plano más cercano al centro de la traviesa (1).
En las figuras 15 y 16 se observa un pequeño tramo de vía, compuesto por las traviesas objeto de la invención con los dos carriles (13) de la vía instalados sobre las citadas traviesas (1).
La invención no debe verse limitada a la realización particular descrita en este documento. Expertos en la materia pueden desarrollar otras realizaciones a la vista de la descripción aquí realizada. En consecuencia, ei alcance de la invención se define por las siguientes reivindicaciones.

Claims

REIVINDICACIONES
1.- Traviesa (1 ) aerodinámica de ferrocarrii de alta velocidad que comprende:
- una zona central (2),
- dos zonas de apoyo (3), a cada lado de la zona central (2), sobre las que se asientan los raíles,
- dos zonas externas (4), ubicadas en los extremos de la traviesa (1 ), y a continuación de las zonas de apoyo (3),
donde la sección transversal de la traviesa (1 ) comprende, tanto en la zona central (2), como en las zonas de apoyo (3), como en las dos zonas externas (4), dos secciones macizas:
- una primera sección (5) inferior, que comprende un primer polígono (7) de al menos 4 lados,
- una segunda sección (6) superior, que comprende al menos un segundo polígono (8) de "n" lados, con n > 4;
de manera que:
- la primera sección (5) y la segunda sección (6) son solidarias, compartiendo sus lados la base superior (9) del primer polígono (7) y la base inferior (10) del segundo polígono (8);
caracterizada por que la zona central (2) de la traviesa (1 ) comprende:
- un sector medio (2a) que constituye el centro de la traviesa (1), y
- dos sectores extremos (2b) situados a los dos lados del sector medio (2a) de la zona central (2) de la traviesa (1),
tales que la sección transversal comprende en la segunda sección (6) del sector medio (2a) solamente un segundo polígono (8) en el que el número de lados "n" está comprendido entre 4 e infinito, de modo que mediante la geometría de la traviesa (1) se atenúa la velocidad del viento a la altura del balasto en ia zona entre traviesas.
2.- Traviesa (1 ) aerodinámica de ferrocarril, según la reivindicación 1, caracterizada por que en el sector medio (2a) de la zona central (2) el número de lados "n" del segundo polígono (8) tiende a infinito, presentando un perfil de sector cónico.
3. - Traviesa (1) aerodinámica de ferrocarril de alta velocidad, según la reivindicación 1 , caracterizada por que, siendo el número de lados del segundo polígono (8) "n" igual a 4, la sección transversal de ía traviesa (1 ), en los sectores extremos (2b) de la zona central (2), comprende un tercer polígono (12) situado sobre el segundo polígono (8), teniendo el tercer polígono (12) ai menos "m" lados, con m > 4.
4. - Traviesa (1) aerodinámica de ferrocarril de alta velocidad, según la reivindicación 3, caracterizada por que, en los sectores extremos (2b) de la zona central (2), el número de lados "m" del tercer polígono (12) tiende a infinito, presentando un perfil de sector cónico.
5. - Traviesa (1) aerodinámica de ferrocarril de alta velocidad, según cualquiera de las reivindicaciones 3 ó 4, caracterizada por que, en la sección superior (6), los lados superiores (14) del segundo polígono (8) del sector medio (2a) de la zona central (2) son continuación de los lados superiores (14') del tercer polígono (12) en el sector extremo (2b) de la zona central (2), presentando continuidad en la superficie exterior que ofrecen el tercer polígono (12) y el segundo polígono (8).
6. - Traviesa (1 ) aerodinámica de ferrocarril de alta velocidad, según la reivindicación 1 , caracterizada por que siendo el número de lados "n" del segundo polígono (8) igual a 4 en el sector medio (2a) de la zona central (2), ía longitud del lado superior (14) del segundo polígono (8) es menor o igual a la mitad de la longitud de la base inferior (10) de dicho segundo polígono (8).
7.- Traviesa (1 ) aerodinámica de ferrocarril de alta velocidad, según la reivindicación 1, caracterizada por que longitudinalmente, en la traviesa (1) existe una línea (11 ) que marca una transición entre ia primera sección (5) y la segunda sección (6) y cuya inclinación varía según se encuentre en las tres zonas de ia traviesa (1) ofreciendo dicha traviesa (1 ) continuidad en la superficie exterior.
8.- Traviesa (1) aerodinámica de ferrocarril de alta velocidad, según cualquiera de ías reivindicaciones anteriores, caracterizada por que está fabricada en hormigón.
9.- Traviesa (1) aerodinámica de ferrocarril de alta velocidad, según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizada por que está fabricada en materiales compuestos.
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