Amarre de ferrocarril - Railroad tie
Una traviesa de ferrocarril , una traviesa ( inglés americano ) , una traviesa de ferrocarril ( inglés canadiense ) o una traviesa de ferrocarril (inglés australiano y británico ) es un soporte rectangular para los rieles en las vías del ferrocarril . Generalmente colocadas perpendiculares a los rieles, los amarres transfieren las cargas al balasto de la vía y la subrasante , mantienen los rieles en posición vertical y los mantienen espaciados al ancho correcto .
Las traviesas de ferrocarril se fabrican tradicionalmente de madera , pero el hormigón pretensado ahora también se utiliza mucho, especialmente en Europa y Asia. Las traviesas de acero son habituales en las líneas secundarias del Reino Unido; También se emplean amarres compuestos de plástico , aunque mucho menos que los de madera u hormigón. En enero de 2008, la participación de mercado aproximada en América del Norte para los durmientes tradicionales y de madera era del 91,5%, siendo el resto concreto, acero, azobé (madera de hierro rojo) y compuestos plásticos.
El espacio entre las traviesas del ferrocarril principal es de aproximadamente 19 a 19,5 pulgadas (48 a 50 cm) para los amarres de madera o 24 pulgadas (61 cm) para los amarres de concreto. El número de traviesas es de 3250 traviesas de madera por milla (2019 traviesas / km o 40 traviesas por 65 pies) para traviesas de madera o 2640 traviesas por milla para traviesas de hormigón. Los rieles en los EE. UU. Pueden sujetarse a la brida mediante una púa de ferrocarril ; Placas de base de hierro / acero atornilladas a la brida y aseguradas al riel mediante un sistema de sujeción patentado, como Vossloh o Pandrol, que se utilizan comúnmente en Europa.
Tipos
Bloque de piedra
El tipo de amarre de ferrocarril utilizado en los predecesores del primer verdadero ferrocarril ( Liverpool y Manchester Railway ) consistía en un par de bloques de piedra colocados en el suelo, con las sillas sujetando los rieles fijados a esos bloques. Una ventaja de este método de construcción era que permitía a los caballos caminar por el camino intermedio sin riesgo de tropezar. En el uso de trenes con locomotoras cada vez más pesadas, se encontró que era difícil mantener el ancho correcto . En cualquier caso, los bloques de piedra no eran adecuados en terrenos blandos, como en Chat Moss , donde hubo que utilizar amarres de madera. Los lazos de dos bloques con una barra de acoplamiento son algo similares.
De madera
Históricamente, las traviesas de madera se hacían cortando con un hacha, llamadas abrazaderas de hacha , o aserradas para lograr al menos dos lados planos. Una variedad de maderas blandas y maderas duras se utilizan como ataduras, siendo el roble , el jarrah y el karri las maderas duras populares, aunque cada vez más difíciles de obtener, especialmente de fuentes sostenibles. Algunas líneas utilizan maderas blandas , incluido el abeto Douglas ; si bien tienen la ventaja de aceptar el tratamiento más fácilmente, son más susceptibles al desgaste pero son más baratos, más livianos (y por lo tanto más fáciles de manejar) y más fácilmente disponibles. Se trata la madera blanda, mientras que la creosota es el conservante más común para las traviesas de ferrocarril, a veces también se utilizan conservantes como el pentaclorofenol , el arseniato de cobre cromado y algunos otros conservantes. A veces se utilizan conservantes no tóxicos, como el azol de cobre o el cobre micronizado . Los principales ferrocarriles de EE. UU. Están empleando una nueva tecnología de conservación de madera a base de boro en un proceso de tratamiento dual para prolongar la vida útil de las traviesas de madera en áreas húmedas. Algunas maderas (como sal , mora , jarrah o azobé ) son lo suficientemente duraderas como para que se puedan usar sin tratar.
Los problemas con los amarres de madera incluyen podredumbre, hendidura, infestación de insectos, corte de placas, también conocido como desplazamiento de la silla en el Reino Unido (daño abrasivo al amarre causado por el movimiento lateral de la placa de amarre) y tracción de púas (donde la púa se afloja gradualmente de la corbata). Los lazos de madera pueden incendiarse; a medida que envejecen, desarrollan grietas que permiten que las chispas se alojen y provoquen incendios más fácilmente.
Hormigón
Los durmientes de hormigón son más baratos y más fáciles de obtener que la madera y pueden soportar mayores pesos por eje y mantener velocidades más altas. Su mayor peso asegura una mejor retención de la geometría de la vía , especialmente cuando se instala con riel de soldadura continua. Los durmientes de hormigón tienen una vida útil más larga y requieren menos mantenimiento que la madera debido a su mayor peso, lo que les ayuda a permanecer en la posición correcta por más tiempo. Los durmientes de concreto deben instalarse en una subrasante bien preparada con una profundidad adecuada en lastre de drenaje libre para que funcionen bien. Las bridas de hormigón amplifican el ruido de las ruedas, por lo que las bridas de madera se utilizan a menudo en áreas densamente pobladas.
En las categorías más altas de línea en el Reino Unido (aquellas con las velocidades y tonelajes más altos), las traviesas de hormigón pretensado son las únicas permitidas por los estándares de Network Rail .
La mayoría de los ferrocarriles europeos ahora también utilizan soportes de hormigón en los diseños de interruptores y cruces debido a la mayor vida útil y el menor costo de los soportes de hormigón en comparación con la madera, que es cada vez más difícil y costosa de obtener en cantidades y calidad suficientes.
Acero
Las bridas de acero se forman a partir de acero prensado y tienen una sección en forma de artesa. Los extremos de la corbata tienen la forma de una "pala" que aumenta la resistencia lateral de la corbata. Las carcasas para acomodar el sistema de sujeción están soldadas a la superficie superior de la brida. Las traviesas de acero se utilizan ahora ampliamente en líneas secundarias o de menor velocidad en el Reino Unido, donde se ha comprobado que su instalación es económica debido a su capacidad para instalarse en el lecho de lastre existente. Los tirantes de acero son más ligeros que el hormigón y pueden apilarse en paquetes compactos a diferencia de la madera. Las traviesas de acero se pueden instalar en el balasto existente, a diferencia de las traviesas de hormigón que requieren una profundidad total de lastre nuevo. Las traviesas de acero son 100% reciclables y requieren hasta un 60% menos de lastre que las de hormigón y hasta un 45% menos que las de madera.
Históricamente, los durmientes de acero han sufrido un diseño deficiente y un aumento de las cargas de tráfico durante su vida útil normalmente larga. Estos diseños antiguos y a menudo obsoletos limitaban la capacidad de carga y velocidad, pero aún se pueden encontrar en muchas ubicaciones a nivel mundial y funcionan adecuadamente a pesar de décadas de servicio. Hay un gran número de durmientes de acero con más de 50 años de servicio y, en algunos casos, pueden y han sido rehabilitados y siguen funcionando bien. Los lazos de acero también se utilizaron en situaciones especiales, como el ferrocarril de Hejaz en la Península Arábiga , que tenía un problema constante con los beduinos que robaban los lazos de madera para hacer fogatas.
Las traviesas de acero modernas manejan cargas pesadas, tienen un historial probado de desempeño en vías señalizadas y manejan condiciones adversas de vías. De gran importancia para las compañías ferroviarias es el hecho de que las traviesas de acero son más económicas de instalar en construcciones nuevas que las traviesas de madera tratadas con creosota y las traviesas de hormigón. Las traviesas de acero se utilizan en casi todos los sectores de los sistemas ferroviarios mundiales, incluidos los de transporte pesado, clase 1, regionales, líneas cortas, minería, líneas de pasajeros electrificadas (OHLE) y todo tipo de industrias. En particular, las traviesas de acero (soportes) han demostrado en las últimas décadas ser ventajosas en desvíos (interruptores / puntos) y proporcionan la solución al problema cada vez mayor de las traviesas de madera largas para tal uso.
Cuando se aíslan para evitar la conducción a través de las traviesas, las traviesas de acero se pueden utilizar con sistemas de detección de trenes e integridad de vía basados en circuitos de vía. Sin aislamiento, las bridas de acero solo se pueden usar en líneas sin señalización de bloque y pasos a nivel o en líneas que usan otras formas de detección de trenes, como contadores de ejes .
Plástica
En tiempos más recientes, varias empresas están vendiendo durmientes de ferrocarril compuestos fabricados a partir de resinas plásticas recicladas y caucho reciclado . Los fabricantes afirman que tienen una vida útil más larga que los tirantes de madera con una vida útil prevista en el rango de 30 a 80 años, que los tirantes son inmunes a la putrefacción y al ataque de insectos y que pueden modificarse con un relieve especial en la parte inferior para proporcionar un lateral adicional estabilidad. En algunas aplicaciones de vías principales, la brida de plástico híbrida tiene un diseño empotrado para estar completamente rodeada de balasto.
Aparte de los beneficios ambientales del uso de material reciclado, las bridas de plástico generalmente reemplazan a las de madera empapadas en creosota, siendo esta última una sustancia química tóxica, y son reciclables en sí mismas. Las traviesas de plástico híbridas para ferrocarril y las traviesas compuestas se utilizan en otras aplicaciones ferroviarias, como operaciones de minería subterránea, zonas industriales, entornos húmedos y áreas densamente pobladas. Las traviesas de ferrocarril híbridas también se utilizan para intercambiar parcialmente con traviesas de madera podrida, lo que dará como resultado una rigidez continua de la vía. Las bridas de plástico híbridas y las bridas compuestas también ofrecen ventajas en puentes y viaductos, porque conducen a una mejor distribución de las fuerzas y a la reducción de vibraciones en las vigas del puente o el balasto, respectivamente. Esto se debe a las mejores propiedades de amortiguación de las bridas de plástico híbridas y las bridas compuestas, que disminuirán la intensidad de las vibraciones y la producción de sonido. En 2009, Network Rail anunció que comenzaría a reemplazar los lazos de madera con plástico reciclado. pero I-Plas se declaró insolvente en octubre de 2012.
En 2012, Nueva Zelanda ordenó un lote de prueba de traviesas compuestas recicladas de la marca "EcoTrax" de Axion para su uso en desvíos y puentes, y un pedido adicional de 3 años en 2015, pero luego Axion se declaró en bancarrota en diciembre de 2015, aunque continúa haciéndolo. comercio. Estos lazos son desarrollados por el Dr. Nosker en la Universidad de Rutgers.
Las traviesas compuestas, fabricadas a partir de diversos plásticos reciclados, se introdujeron en Wiltshire , Reino Unido en 2021. Se instalaron como alternativa a las traviesas de madera, en un puente donde las traviesas de hormigón habrían sido demasiado pesadas. Aunque fue la primera vez que se instalaron traviesas de plástico en las vías principales del país, anteriormente se han utilizado en ferrocarriles de vía estrecha .
Los lazos también pueden estar hechos de fibra de vidrio .
Formas de lazo no convencionales
Lazos en forma de Y
Una forma inusual de tirante es el tirante en forma de Y, desarrollado por primera vez en 1983. En comparación con los tirantes convencionales, el volumen de lastre requerido se reduce debido a las características de distribución de carga del tirante en Y. Los niveles de ruido son altos pero la resistencia al movimiento de la pista es muy buena. Para las curvas, el contacto de tres puntos de un tirante de acero en Y significa que no se puede observar un ajuste geométrico exacto con un punto de unión fijo.
La sección transversal de los lazos es una viga en I .
A partir de 2006, se habían construido menos de 1.000 km (621 millas) de vía en Y, de los cuales aproximadamente el 90 por ciento se encuentra en Alemania .
Lazos gemelos
La brida ZSX Twin es fabricada por Leonhard Moll Betonwerke GmbH & Co KG y es un par de dos bridas de hormigón pretensado conectadas longitudinalmente por cuatro varillas de acero. Se dice que el diseño es adecuado para vías con curvas cerradas, vías sujetas a estrés por temperatura como la operada por trenes con frenos de Foucault y puentes, y como vía de transición entre vías tradicionales y vías en placa o puentes.
Lazos anchos
Las traviesas monobloque de hormigón también se han producido en una forma más ancha (por ejemplo, 57 cm o 22+1 ⁄ 2 in) de manera que no haya lastre entre los tirantes; este lazo ancho aumenta la resistencia lateral y reduce la presión de lastre. El sistema se ha utilizado en Alemania, donde también se han utilizado traviesas anchas junto con los sistemas de vía sin balasto GETRAC A3.
Lazos bi-bloque
Las bridas de dos bloques (o bloques gemelos) consisten en dos soportes de riel de hormigón unidos por una barra de acero. Las ventajas incluyen una mayor resistencia lateral y menor peso que las traviesas de hormigón monobloque, así como la eliminación de daños por fuerzas de torsión en el centro de las traviesas debido a las conexiones de acero más flexibles. Este tipo de enlace es de uso común en Francia y se utiliza en las líneas TGV de alta velocidad . Las traviesas bi-block también se utilizan en sistemas de vías sin balasto. Calibre convertible cortando la barra y soldando una barra adicional para adaptarse a un nuevo calibre.
Lazos de marco
Las traviesas de marco (alemán: Rahmenschwelle ) comprenden miembros laterales y longitudinales en una sola colada de hormigón monolítico. Este sistema está en uso en Austria ; en el sistema austriaco, la pista se fija en las cuatro esquinas del marco y también se apoya en la mitad del marco. Los lazos de armazón adyacentes se unen entre sí. Ventajas de este sistema frente a la cruz convencional: mayor apoyo de la vía. Además, los métodos de construcción utilizados para este tipo de vía son similares a los utilizados para vía convencional.
Pista de escalera
En la vía de escalera, las traviesas se colocan paralelas a los rieles y tienen varios metros de largo. La estructura es similar a la pista de baulk de Brunel ; estos tirantes longitudinales se pueden utilizar con lastre, o con soportes de elastómero sobre un soporte sólido sin lastre.
Fijación de rieles a traviesas de ferrocarril
Existen varios métodos para fijar el riel a las traviesas del ferrocarril. Históricamente, los picos dieron paso a sillas de hierro fundido fijadas a la corbata, más recientemente se utilizan resortes (como los clips Pandrol ) para fijar el riel a la silla de corbata.
Otros usos
En los últimos años, las traviesas de madera del ferrocarril también se han vuelto populares para jardinería y paisajismo , tanto en la creación de muros de contención y jardines de camas elevadas, como a veces también para escalones de construcción. Tradicionalmente, las traviesas vendidas para este propósito son traviesas retiradas de las vías férreas cuando se reemplazan con traviesas nuevas, y su vida útil suele ser limitada debido a la podredumbre. Algunos emprendedores venden corbatas nuevas. Debido a la presencia de conservantes de madera como alquitrán de hulla , creosota o sales de metales pesados , las traviesas de ferrocarril introducen un elemento adicional de contaminación del suelo en los jardines y muchos propietarios las evitan. En el Reino Unido, las vigas nuevas de roble o pino de la misma longitud (2,4 m) que las traviesas de ferrocarril estándar, pero no tratadas con productos químicos peligrosos, ahora están disponibles específicamente para la construcción de jardines. Son aproximadamente el doble del precio del producto reciclado. En algunos lugares, las traviesas de ferrocarril se han utilizado en la construcción de viviendas, particularmente entre las personas con ingresos más bajos, especialmente cerca de las vías del tren, incluidos los empleados del ferrocarril. También se utilizan como cuna para muelles y cobertizos para botes .
El artista español Agustín Ibarrola ha utilizado corbatas recicladas de Renfe en varios proyectos.
En Alemania, el uso de traviesas de madera como material de construcción (es decir, en jardines, casas y en todos los lugares donde sería probable el contacto regular con la piel humana, en todas las áreas frecuentadas por niños y en todas las áreas asociadas con la producción o manipulación de alimentos en Alemania). de cualquier manera) ha sido prohibida por la ley desde 1991 porque representan un riesgo significativo para la salud y el medio ambiente. De 1991 a 2002, esto fue regulado por el Teerölverordnung ( Estatuto del Carbolineum ), y desde 2002 ha sido regulado por el Chemikalien-Verbotsverordnung ( Estatuto de Prohibición de Productos Químicos), §1 y Anexo, Partes 10 y 17.
Ver también
- Vía sin balasto
- John Calvin Jureit , inventor de la placa de conexión de armadura Gang-Nail
- Pista de escalera
- Vía (transporte ferroviario)
- Torcedura del sol
Notas
Referencias
- Bonnett, Clifford F. (2005). Ingeniería Ferroviaria Práctica . Prensa del Imperial College. ISBN 1-86094-515-5.
- Cook, JHG (1988). Institución de Ingenieros Civiles (ed.). Ferrocarriles Urbanos e Ingeniero de Caminos . Thomas Telford. ISBN 0-7277-1337-X.
- Flint, EP; Richards, JF (1992). "Patrones contrastantes de explotación de Shorea en India y Malasia en los siglos XIX y XX". En Dargavel, John; Tucker, Richard (eds.). Cambiando los bosques del Pacífico: perspectivas históricas sobre la economía forestal de la cuenca del Pacífico . Prensa de la Universidad de Duke. ISBN 0-8223-1263-8.
- Grant, H. Roger (2005). El ferrocarril: la historia de la vida de una tecnología . Greenwood Press. ISBN 0-313-33079-4.
- Harper, Charles A. (2002). Manual de plásticos, elastómeros y compuestos (4ª ed.). McGraw-Hill. ISBN 0-07-138476-6.
- Hay, William Walter (1982). Ingeniería ferroviaria . Wiley. ISBN 0-471-36400-2.
- Krylov, Victor V. (2001). Ruido y vibración de trenes de alta velocidad . Thomas Telford. ISBN 0-7277-2963-2.
- La Mantia, Francesco (2002). Manual de Reciclaje de Plásticos . Tecnología Rapra. ISBN 1-85957-325-8.
- Lancaster, Patricia J. (2001). La construcción en las ciudades: preocupaciones sociales, ambientales, políticas y económicas . Prensa CRC. ISBN 0-8493-7486-3.
- Schut, Jan H. (2004). "Han estado trabajando en el ferrocarril" . Tecnología de plásticos . Archivado desde el original el 31 de enero de 2009 . Consultado el 5 de noviembre de 2007 .
Otras lecturas
- Kaewunruen, Sakdirat (2008). Propiedades dinámicas de la vía férrea y sus componentes, Capítulo 5 en: Nuevas investigaciones sobre acústica . Nova Sciences. ISBN 978-1-60456-403-7.
- Oaks, Jeff (2006). "Fecha de información de uñas" . Archivado desde el original el 21 de abril de 2014 . Consultado el 3 de noviembre de 2007 .
- Remennikov, Alex M .; Sakdirat Kaewunruen (17 de agosto de 2007). "Una revisión sobre las condiciones de carga de las estructuras de vías férreas debido a la interacción vertical del tren y la vía". Control Estructural y Vigilancia Sanitaria . Wiley & Sons . 15 (2): 281–288. doi : 10.1002 / stc.227 .
- Taylor, HP (17 de agosto de 1993). "La traviesa de ferrocarril: 50 años de pretensiones, hormigón pretensado". El ingeniero estructural . Institución de Ingenieros Estructurales . 71 (16): 281–288.
- Smith, Mike (2005). "Vía utilizada en las líneas ferroviarias británicas" . Archivado desde el original el 18 de septiembre de 2017 . Consultado el 5 de noviembre de 2007 .
- Vickers, RA, ed. (1992). Mantenimiento rentable de vías férreas . Thomas Telford. ISBN 0-7277-1930-0.
- Madera, Alan Muir (2004). Ingeniería civil en contexto . Thomas Telford. ISBN 0-7277-3257-9.
enlaces externos
Medios relacionados con las traviesas de ferrocarril en Wikimedia Commons