8._Calidad_construccion_renovacion_FCL_ICCP_13_14

CALIDAD, AUSCULTACIÓN, CONSTRUCCIÓN, CONSERVACIÓN Y RENOVACIÓN DE VÍA

Ferrocarriles Curso 2013-14

Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos

UNIVERSIDAD DE A CORUÑA

CONTENIDO  

Parámetros de la vía. Maquinaria para trabajos en la vía 

   









Bateadora. Perfiladora. Desguarnecedora. Estabilizador dinámico. Otra maquinaria.



Maquinaria ligera de vía

Renovación de vía 



Anexo:

Maquinaria pesada de vía 





Introducción Tipos de renovación

Calidad geométrica de la vía. Auscultación.  Vehículos auscultadores  Cuantificación, índices de calidad  Problemas de registro Renovación y construcción de vía  

Pasos para la construcción de vía nueva Tratamientos de la plataforma

Construcción de vía Conservación de vía  

Planteamiento del problema. Definición. Tipos de conservación.

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2

PARÁMETROS QUE CARACTERIZAN LA CALIDAD GEOMÉTRICA DE LA VÍA

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3

PARÁMETROS DE LA VÍA Se debe determinar la magnitud de los siguientes parámetros: 

Nivelación longitudinal del eje de la vía (o de cada hilo)



Nivelación transversal entre ambos hilos de carril



Ancho de vía



Alineación de cada uno de los dos carriles



Alabeo

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4

DEFINICIONES Tabla de rodadura 

Superficie superior de la cabeza del carril que sirve de apoyo a las ruedas del vehículo.

Cara activa del carril 

Superficie lateral interior del carril de la vía que sirve de guía a la pestaña de las ruedas del vehículo.

Ambas zonas constituyen el área de contacto del carril con la rueda. CALIDAD, AUSCULTACIÓN, CONSTRUCCIÓN, CONSERVACIÓN Y RENOVACIÓN DE VÍA Ferrocarriles – Curso 2013-14

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5

NIVELACIÓN LONGITUDINAL Definición 

Es la media aritmética de las cotas de las superficies de rodadura de los dos hilos de carril en el punto de abcisa x (es decir, la cota del eje de la vía).

z e (x) + z i(x) zL (x) = 2

  

Se denomina defecto de nivelación longitudinal en el punto de abcisa x a la diferencia entre la cota real de la vía y la cota teórica. Las irregularidades de nivelación longitudinal dan lugar al efecto de galope o cabeceo. También se emplea la nivelación longitudinal de cada hilo ze(x): cota de la superficie de rodadura del hilo de carril exterior. zi(x): cota de la superficie de rodadura del hilo de carril interior.

NIVELACIÓN TRANSVERSAL Definición 

Es la diferencia entre las cotas de los dos hilos de carril en el punto de abcisa x.

z= z e (x) − z i(x) T (x)







La nivelación transversal teórica es la media aritmética de los valores zT(x) teóricos a lo largo de la longitud de vía estudiada. Es nula en recta e igual al peralte nominal en curva. Se denomina defecto de nivelación transversal en el punto de abcisa x a la diferencia entre la nivelación transversal real y la teórica en dicho punto. Las irregularidades de nivelación transversal dan lugar al efecto de balanceo en los vehículos. Nivelación transversal

Carril derecho

Nivelación longitudinal Plano de comparación

Carril izquierdo

ALABEO Definición 

Es el cociente entre la diferencia de medida de dos nivelaciones transversales sucesivas y la distancia que las separa.

A= 

δ(mm) λ(m)

Los defectos de alabeo pueden ser la causa del descarrilamiento de los vehículos ferroviarios NT2

NT1

δ = NT2 – NT1

λ CALIDAD, AUSCULTACIÓN, CONSTRUCCIÓN, CONSERVACIÓN Y RENOVACIÓN DE VÍA Ferrocarriles – Curso 2013-14

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8

ANCHO DE VÍA Definición 

  

Es la distancia entre las dos caras activas de las cabezas de los carriles, medida a una altura de 14,5 (± 0,5 mm) por debajo del plano de rodadura. El ancho teórico es la media aritmética de los valores teóricos del ancho a lo largo de la longitud estudiada. Se denomina defecto del ancho de vía a la diferencia entre el ancho en un punto y el ancho teórico. En función del juego de vía, el ancho es una causa indirecta del movimiento de lazo.

14,5±0,5mm

ALINEACIÓN Definición 

Es el trazado en planta de la vía tomado en su eje.



Se mide en términos absolutos o respecto a la alineación teórica de proyecto.



Se dice que una vía tiene defecto de ripado cuando teniendo ancho de vía correcto la alineación no lo es.



Alineación

Carril derecho Carril izquierdo Ancho de vía

El defecto de alineación puede dar lugar a movimientos de lazo.

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10

DEFECTOS EN LA VÍA 

La calidad de la vía viene determinada por la magnitud y forma de las irregularidades de la vía



Se establecen unos límites a dichas irregularidades, para garantizar, entre otras cosas:





La seguridad contra el descarrilamiento



Las solicitaciones admisibles en los vehículos y la vía (efectos dinámicos)



El confort de marcha para los viajeros



Las posibilidades de mantenimiento de la vía

Se pueden realizar dos tipos de medida: 

Método directo: control del estado geométrico



Método indirecto: efectos dinámicos sobre los vehículos debidos a las irregularidades (medida de aceleraciones)

DEFECTOS EN LA VÍA 

Existen unas tolerancias de conservación para los diferentes parámetros de la vía



Es necesaria la utilización de métodos de auscultación que permitan detectar la presencia de defectos en la vía.



Estos defectos pueden ser:





Aislados: consecuencia de fallos puntuales.



Periódicos: consecuencia de esfuerzos dinámicos recíprocos entre los vehículos y la vía.

Se necesitan métodos de auscultación capaces de detectar defectos de longitud de onda corta (0,03 m) y larga (hasta 70 m).

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12

MEDIDA DE LOS PARÁMETROS 



Base absoluta (medidas topográficas): 

Ventaja: se obtienen los parámetros con la precisión de los equipos de medida



Inconvenientes: lentitud y coste

Solución alternativa: vehículos ferroviarios con palpadores * 



Con contacto: palpadores presionados en vertical y lateral contra los carriles, con base de referencia móvil solidaria al vehículo  Necesaria transformación posterior 

Dresinas de auscultación (Vmáx,registro ≈ 30 km/h)



Vehículos autopropulsados (Vmáx,registro ≈ 80-120 km/h)



Coches auscultadores (Vmáx,registro ≈ 160 km/h)

Sin contacto (Vmáx,registro ≈ 250, 300 km/h)

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(*) Ejemplos de vehículos en anexo

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MEDIDA POR CONTACTO

Registro de nivelación

Registro de flechas

10 m Fuente: López Pita, 2006

VEHÍCULO AUSCULTADOR MAUZIN

MEDIDA SIN CONTACTO 



Motivación: 

Desgaste piezas palpadores mecánicos



Limitación velocidad sistemas por contacto (120-160 km/h)

Tipos 

Sensores ópticos 



Rayos láser

Sensores inerciales 

Contacto continuo rueda-carril en vertical  Desplazamiento vertical eje = Irregularidad vía



Acelerómetro en la caja para medir aceleraciones verticales



Captador para medir desplazamiento relativo entre caja y eje



Obtención de la posición vertical de la vía integrando dos veces la aceleración y restando el desplazamiento relativo caja-eje



Con este sistema se pueden medir los defectos de onda larga de la vía

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15

MEDIDA SIN CONTACTO

Fuente: López Pita, 2006

MEDIDA MEDIANTE LÁSER

Fuente: Esveld, 2001

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MEDIDA SIN CONTACTO d2u/dt2 Acelerómetro

Integrador y filtro

u

du/dt Integrador y filtro

Captador de desplazamiento z–u

z–u

u

Esquema de funcionamiento

Adicionador

z Filtro

z

Fuente: López Pita, 2006 Perfil vertical

Transductor

SISTEMA INERCIAL DE REGISTRO Fuente: Esveld, 2001

CUANTIFICACIÓN Lateral

Vertical

Irregularidades absolutas (mm) Ferrocarriles suecos Fuente: KTH

Ancho vía

Nivelación transversal CALIDAD, AUSCULTACIÓN, CONSTRUCCIÓN, CONSERVACIÓN Y RENOVACIÓN DE VÍA Ferrocarriles – Curso 2013-14

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Distancia (m)

18

DECISIONES DE MANTENIMIENTO 

Ficha UIC-518 (1998) 

Se establecen valores recomendables para definir la calidad de la vía para cada intervalo de velocidades máximas en el tramo de vía considerado, considerando tres niveles de calidad: 

QN1: Valor del defecto que implica una vigilancia de su evolución o su eliminación en ciclos normales de conservación



QN2: Valor del defecto que obliga a realizar operaciones de conservación a corto plazo



QN3: Valor del defecto que corresponde a una situación no deseable (QN3 = 1,3 · QN2 para el caso de valores máximos)





Para cada parámetro se fijan dos valores: 

Valor máximo en cada intervalo de 200 m



Desviación típica del defecto en el intervalo de 200 m

Más información y caso del Madrid – Sevilla en anexo

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19

DEFECTOS ADMISIBLES DE NIVELACIÓN LONGITUDINAL QN1

Fuente: UIC 518

QN2

Velocidad (km/h)

Valor máximo (mm)

Desviación típica (mm)

Valor máximo (mm)

Desviación típica (mm)

V ≤ 80

12

2,3

16

2,6

80 < V ≤ 120

8

1,8

12

2,1

120 < V ≤ 160

6

1,4

10

1,7

160 < V ≤ 200

5

1,2

9

1,5

200 < V ≤ 300

4

1,0

8

1,3

DEFECTOS ADMISIBLES DE ALINEACIÓN QN1

QN2

Velocidad (km/h)

Valor máximo (mm)

Desviación típica (mm)

Valor máximo (mm)

Desviación típica (mm)

V ≤ 80

12

1,5

14

1,8

80 < V ≤ 120

8

1,2

10

1,5

120 < V ≤ 160

6

1,0

8

1,3

160 < V ≤ 200

5

0,8

7

1,1

200 < V ≤ 300 4CONSTRUCCIÓN, CONSERVACIÓN 0,7 6 CALIDAD, AUSCULTACIÓN, Y RENOVACIÓN DE VÍA 1,0 Ferrocarriles – Curso 2013-14

E.T.S. Ingenieros Caminos, Canales y Puertos – Universidad A Coruña Sedefiltran losdedefectos con longitudes de ondademenores

20

de 3 m y mayores de 25 m (V 1 millón € / km

Técnico: 

Incidencia en la explotación comercial de la línea: 

Limitaciones de velocidad en determinados períodos de tiempo



Interrupción de la circulación en ciertos intervalos para poder realizar los trabajos correspondientes



Trabajos previos a la renovación

PLANIFICACIÓN INTERANUAL CALIDAD, AUSCULTACIÓN, CONSTRUCCIÓN, CONSERVACIÓN Y RENOVACIÓN DE VÍA Ferrocarriles – Curso 2013-14

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RENOVACIÓN DE VÍA INTRODUCCIÓN 

Vida útil de los componentes de la vía: 

Carril: 

Defectos  Tema “EL CARRIL”



Desgaste vertical y lateral  Imposibilidad para realizar el soporte y guiado de los trenes 

Shajunian (1971)  tráfico máximo bruto en millones de toneladas que puede soportar un carril antes de su sustitución por desgaste:

Tmax



  1  3  ≈ 0, 95 q  800  1+   R 

Vida útil carril ≈ 20 años

q:

peso por metro lineal de carril (kg/m) R: radio de la vía Ejemplo: R=400 m y carril 60 kg/ml  147·106 toneladas. Fuente: López Pita, 2006

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RENOVACIÓN DE VÍA INTRODUCCIÓN 

Vida útil de los componentes de la vía: 



Traviesas: 

Madera: 15-20 años



Hormigón: > 50 años  En líneas principales se retiran en la renovación de carriles (20-25 años), y se aprovechan para vías secundarias.

Balasto: 



Deterioro del balasto: 

Trituración de las partículas por resistencia insuficiente del balasto o por esfuerzos verticales superiores a los previstos



Contaminación del balasto por las partículas de la plataforma (incumplimiento reglas de filtro)



Contaminación del balasto por causas climatológicas (caída mercancías desde los vagones o vegetación)

Sustitución del balasto  Desguarnecedoras. Independiente de la renovación del resto de elementos de la vía

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RENOVACIÓN DE VÍA MÉTODOS DE RENOVACIÓN 

Tendido por materiales sueltos (método francés): 

Desguarnecido de balasto, disminuyendo la cota de la vía.



Se descarga el carril en BLS y las traviesas desde los trenes de transporte correspondientes, en el lateral de la vía. Los carriles se disponen simétricamente a ambos lados de la vía, separados unos 3,20 m y se embridan, pues serán el camino de rodadura de los pórticos.



La vía vieja se corta en parejas de 36 m y mediante pórticos se carga a vagones plataforma, retirándose a parque de desguace.



Mediante tractor, motoniveladora y compactador se prepara la plataforma para recibir la vía nueva.



Se posicionan las traviesas sobre la vía mediante grúa y el carril sobre ellas mediante posicionadora de carril. Un equipo de montaje procede a apretar las sujeciones y embridar las BLS.



Se aporta balasto y se batea y perfila la vía. Posteriormente se suelda el carril, se liberan tensiones y se da la segunda nivelación, estabilización dinámica y el perfilado final. NOTA: Para la secuencia final de trabajos adaptada a la NRV 7-1-3.1 Instalación de vía (1995) ver el apartado de construcción de vía nueva.

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RENOVACIÓN DE VÍA MÉTODOS DE RENOVACIÓN

Tendido por materiales sueltos Desguarnecido

Descarga de barras de taller

Retirada de vía vieja Posicionamiento de traviesas Preparación de plataforma Posicionadora de carril, apretado de sujeciones y embridado de BLS

RENOVACIÓN DE VÍA MÉTODOS DE RENOVACIÓN Tendido por materiales sueltos Aportación de balasto

Perfilado de la vía

Bateado de la vía Neutralización

Soldadura de BLS

Nueva aportación de balasto

Bateado de la vía

Perfilado de la vía Estabilización dinámica

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RENOVACIÓN DE VÍA MÉTODOS DE RENOVACIÓN 

Tendido por parejas de carriles (método ruso): 

Desguarnecido de balasto, disminuyendo la cota de la vía.



Dos grúas-pórtico en voladizo van retirando la vía vieja por parejas de 18 m y cargándolas sobre un tren de vagones plataforma vacío, que las retira a parque de desguace.



Mediante tractor, motoniveladora y compactador se prepara la plataforma para recibir la vía nueva.



La vía nueva, que se monta en parque en tramos de 18 m (parejas) que se transportan al tajo en vagones plataforma que circulan por la vía ya renovada, se descargan mediante los pórticos y se embridan.



Se aporta balasto y se batea y perfila la vía.



Si se quiere montar BLS, se descarga carril nuevo y se sustituye el embridado, que se retira, por éste. En ese caso deben hacerse las labores de terminación de la BLS como en el método francés

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RENOVACIÓN DE VÍA MÉTODOS DE RENOVACIÓN

Tendido por parejas de carriles Desguarnecido

Retirada de vía vieja

Preparación de plataforma

Descarga de vía nueva y embridado

Aportación de balasto

Perfilado de la vía

Bateado de la vía

RENOVACIÓN DE VÍA MÉTODOS DE RENOVACIÓN Descarga de balasto

RENOVACIÓN DE VÍA MÉTODOS DE RENOVACIÓN 

Trenes de renovación: 

Aparecen a finales de los años 60, por la necesidad de reducir los tiempos de paralización de explotación de línea por renovación



Integración en un solo tren de las operaciones de suministro y sustitución de carriles y traviesas viejos por carriles y traviesas nuevos



Constan de tres partes diferenciadas:





Vagones de suministro y recogida: en donde se localizan los carriles y las traviesas nuevos que se van disponiendo en la vía y en donde se depositan los viejos para ser trasladados a parque de desguace. Se pueden alimentar mediante pórticos con material nuevo procedente de plataformas exteriores.



Vagón tractor: en donde se localiza el equipo motor que impulsa el tren.



Grupo de trabajo: dotado de grupo de nivelación, de recogida de traviesas viejas y de posicionamiento de las nuevas, así como de rodillos de guía de los carriles nuevo y viejo.

Rendimientos de 500 a 600 m/h

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RENOVACIÓN INTEGRAL DE VÍA

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CONSTRUCCIÓN DE VÍA NUEVA

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CONSTRUCCIÓN DE UNA LÍNEA NUEVA 

Consideraciones generales:   

 

Realizar en varios tramos simultáneamente para acortar la duración Localizar los puntos más adecuados para comenzarla  acceso por carretera Prioritarios los puntos con dificultades constructivas  ciertos puentes y túneles, terrenos con inconvenientes para formar terraplenes y desmontes  pistas de acceso eventuales Tratar de terminar toda la plataforma en fechas parecidas para tender el sub-balasto de manera continua Tendido de la superestructura habitualmente partiendo de una estación

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74

CONSTRUCCIÓN DE UNA LÍNEA NUEVA 

Secuencia definida en la NRV 7-1-0.0 (1993)

1.

Acceso a los puntos de trabajo Determinación y replanteo del trazado Consolidación del terreno de asiento de las obras de tierra Realización de las obras de fábrica Realización de las obras de tierra Construcción de bases y postes de electrificación. Marcas de replanteo en postes. Construcción cunetas de plataforma y túneles. Realización de bases de postes del resto de los servicios Canalizaciones longitudinales y transversales de cables; pozos y tomas de tierra Construcción de las capas opcionales de la subbase si existen

2. 3. 4. 5. 6.

7. 8.

9.

10. Colocación de sub-balasto en toda 11. 12. 13.

14. 15. 16. 17.

18.

las sección transversal Construcción de la banqueta de balasto en media sección transversal Tendido de la primera vía Construcción de la banqueta de balasto en la otra media sección transversal Tendido de la segunda vía Equipamiento de la vía Descarga complementaria de balasto Bateo, alineación, montaje de conexiones de vía, terminación y perfilado de la banquete de balasto, soldaduras aluminotérmicas Integración ambiental de la obra Nota: detalle de pasos en anexo

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75

CONSTRUCCIÓN DE UNA LÍNEA NUEVA

Fuente: N.R.V. 7-1-0.0

MONTAJE DE VÍA EN UNA LÍNEA NUEVA 

En vía con juntas se usan también los métodos de parejas de carriles y materiales sueltos



Diferentes métodos: 

Tipo de línea



Longitud de la línea



Empresa constructora



Diferencia con renovación de vía: inexistencia de emparrillado previo de la vía sobre el que se puede desplazar la maquinaria



El montaje de vía se debe apoyar sobre la infraestructura



Los detalles de las diferentes operaciones se pueden consultar en la NRV 7-1-3.1 Instalación de vía (1995)

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77

MONTAJE DE VÍA EN UNA LÍNEA NUEVA 

Nivelación, alineación y compactación de la vía nueva (NRV 7-13.1 )  

La nivelación y alineación se hacen conjuntamente al batear y en las siguientes fases Nivelación previa:   



Operaciones de descarga de balasto, levantes sucesivos, nivelación y alineación Finaliza cuando el tramo de vía esté a -70 mm bajo rasante, ± 30 mm de la traza teórica y ≥ 80% del perfil teórico de balasto (existen tolerancias) Peralte provisional menor que el definitivo

Primera Nivelación:  



Conviene esperar a que pasen algunas circulaciones Descargas de balasto (hasta nivel superior de traviesas en zona de bateo) y nivelaciones sucesivas hasta conseguir 15 mm bajo rasante, posicionamiento ± 10 mm, y peralte próximo al definitivo Hechos a verificar para considerar la vía en Primera Nivelación:

sujeciones con apriete suficiente (≥ ½ teórico), banqueta prácticamente completa, postes (hectométricos, kilométricos y de cambio de rasante), retirada productos sobrantes, cumplimiento de tolerancias CALIDAD, AUSCULTACIÓN, CONSTRUCCIÓN, CONSERVACIÓN Y RENOVACIÓN DE VÍA Ferrocarriles – Curso 2013-14

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78

MONTAJE DE VÍA EN UNA LÍNEA NUEVA 

Segunda Nivelación   

Nueva descarga de balasto sobresaliendo 5 cm sobre nivel teórico en zonas de bateo Operación similar a Primera Nivelación llevando el carril a su posición definitiva con tolerancias pequeñas Hechos a verificar para considerar la vía en Segunda Nivelación:   



Estabilización dinámica  



V > 160 km/h: dos estabilizaciones dinámicas después de Primera y de Segunda Nivelación Resto de vías: recomendable después de Segunda Nivelación, pero puede sustituirse por limite de velocidad hasta consolidación por circulaciones

Neutralización de tensiones 



Si es BLS se han liberado las tensiones Ha transcurrido un mes desde la Primera Nivelación y han circulado más de 100 000 t o se ha hecho la estabilización dinámica Prospección completa con resultado positivo

Las BLS provisionales se sueldan tras la Segunda Nivelación y luego deben liberarse tensiones, luego amolado

Perfilado de la vía (última operación)

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79

MONTAJE DE VÍA EN UNA LÍNEA NUEVA 

Requisitos de vía estabilizada para neutralizar tensiones (NRV 71-4.1, 2009)   



Resistencia máxima de la vía al paso de 500 000 t, con 100 000 t un 90%  suficiente para neutralizar Con estabilizador dinámico o con compactado de la banqueta se acelera el proceso Vía con traviesa de hormigón  cuando hayan circulado 20 000 t después de la Segunda Nivelación o 5 000 t si se hace estabilización dinámica Vía con traviesa de madera 



En nuestra red no se suele instalar barra larga sobre traviesa de madera salvo en túnel, pasos a nivel, tramos metálicos, zonas entre andenes y algunos aparatos de vía Para neutralizar deben haber circulado 100 000 t después de la Segunda Nivelación

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80

MONTAJE DE VÍA EN UNA LÍNEA NUEVA 

Ejemplo de montaje de vía: Disposición de vía auxiliar en emplazamiento definitivo de vía a construir: 

Suministro de carriles y traviesas mediante pórticos sobre neumáticos o vigas de lanzamiento  Colocación de paneles de vía de 18 m de longitud aproximada



Trenes carrileros descargan carril sobre propia plataforma o sobre capa de subbalasto



Descarga de traviesas desde vía auxiliar



Colocación de carril sobre nueva vía con intermedio de las placas de asiento mediante las máquinas colocadoras de carriles



Apretado de las sujeciones



Nivelación, alineación y compactación

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81

MONTAJE DE VÍA EN UNA LÍNEA NUEVA Descarga de subbalasto

Extendido de subbalasto

MONTAJE DE VÍA EN UNA LÍNEA NUEVA Descarga de vía vieja

Montaje de vía vieja como vía auxiliar CALIDAD, AUSCULTACIÓN, CONSTRUCCIÓN, CONSERVACIÓN Y RENOVACIÓN DE VÍA Ferrocarriles – Curso 2013-14

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83

MONTAJE DE VÍA EN UNA LÍNEA NUEVA Descarga de carriles

Descarga de traviesas CALIDAD, AUSCULTACIÓN, CONSTRUCCIÓN, CONSERVACIÓN Y RENOVACIÓN DE VÍA Ferrocarriles – Curso 2013-14

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84

MONTAJE DE VÍA EN UNA LÍNEA NUEVA Posicionamiento de carriles

Descarga de balasto.

MONTAJE DE VÍA EN UNA LÍNEA NUEVA

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CONSERVACIÓN DE VÍA

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87

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA Las características iniciales de la infraestructura, que se alcanzan tras su establecimiento y que permiten ofrecer unos servicios con unas características dadas (tiempo de viaje, fiabilidad, etc.), deben mantenerse a lo largo del tiempo. Se hace necesario conservar las instalaciones. Actualmente se produce un incremento de las necesidades de conservación por: • Mayores cargas por eje. • Aumento de la velocidad. • Mayor frecuencia de las circulaciones. • Necesidad de ofrecer mayor confort. • Exigencia de mayor seguridad y regularidad. Por tanto es preciso: • Superestructura de más calidad. • Vigilancia del estado de la superestructura. • Conservación de las instalaciones. CALIDAD, AUSCULTACIÓN, CONSTRUCCIÓN, CONSERVACIÓN Y RENOVACIÓN DE VÍA Ferrocarriles – Curso 2013-14

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88

DETERIORO GEOMETRÍA DE LA VÍA Importancia de su estudio  Optimización de las operaciones de conservación. CAUSAS PRINCIPALES 1. Asientos en el balasto o la plataforma. 2. Defectos en la rectitud de los carriles. 3. Variaciones de las cargas dinámicas al paso de los vehículos. SECCIONES CON ALTO GRADO DE DETERIORO 1. Puntos singulares (transiciones estructura - plataforma natural, pasos a nivel …) 2. Puntos con defectos en el establecimiento de la vía. 3. Plataforma de baja calidad. 4. Soldaduras defectuosas. La interacción vía-vehículo es tal que un pequeño defecto en la vía produce una reacción del vehículo, de tal forma que el defecto se agranda y provoca esfuerzos cada vez mayores. CALIDAD, AUSCULTACIÓN, CONSTRUCCIÓN, CONSERVACIÓN Y RENOVACIÓN DE VÍA Ferrocarriles – Curso 2013-14

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89

CONSERVACIÓN Es el conjunto de operaciones que posibilita la actuación de los equipos e instalaciones con plena capacidad técnica, eliminando las situaciones de riesgo y averías, que tienen un coste muy elevado e imprevisto.

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90

TIPOS DE CONSERVACIÓN 

Vigilancia permanente y corrección puntual de los defectos producidos. Puntada a tiempo. Evitar descarrilamientos.



Conservación cíclica o metódica. Confort del viajero.



Conservación según estado. En función de los parámetros geométricos de la vía.

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91

VIGILANCIA PERMANENTE Y CORRECCIÓN PUNTUAL DE LOS DEFECTOS PRODUCIDOS. “PUNTADA A TIEMPO” 

Fue el primer procedimiento de conservación empleado por las administraciones ferroviarias.



Su misión principal era evitar accidentes y las incidencias que pudieran ocasionar retrasos.



Para ello, se disponía numeroso personal a lo largo de la vía, dedicado a labores de vigilancia (guardas de vía) y a la corrección de los defectos encontrados (obreros de vía y obras).



Estos obreros, agrupados en brigadas, corregían los defectos y averías de una sección.



No se hacían trabajos de mejora de las líneas ni de protección de los materiales.

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92

CONSERVACIÓN CÍCLICA O METÓDICA 

Criterios de conservación más exigentes (comodidad y seguridad)  revisiones periódicas para comprobar todos los elementos a intervalos de tiempo determinados para dejarla en estado parecido al inicial



Consiste en revisar y reparar todas las instalaciones en un periodo de tiempo predeterminado, al objeto de mantener la vía en el estado estipulado dependiendo de la importancia de la línea.



Se trataba completamente un tramo de 100 m y a continuación el siguiente



En Renfe esta periodicidad se establecía de la siguiente forma: 

Líneas de la Red Básica: cada 4 años.



Líneas de la Red Complementaria: cada 6 años.



Las líneas conocidas como secundarias no se incluían en la conservación cíclica.



Esta periodicidad venía definida por la necesidad de revisar todos los elementos de la vía y la corrección de defectos geométricos cada 4 millones de toneladas transportadas.



Se comprueba que los elementos se degradan a diferente ritmo y cada uno tiene su propia frecuencia de reparación  conservación cíclica o metódica

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93

MANTENIMIENTO SEGÚN ESTADO 

¿Por qué se abandona la conservación cíclica o metódica? 



Mejoras técnicas en la vía y el material móvil: 

Desaparición de juntas entre carriles y aumento del peso por metro de carril



Sustitución de traviesas de madera por otras de hormigón



Empleo de sujeciones elásticas



Pasa a ser menos importante la revisión de estos elementos



Pasa a cobrar mucha importancia el tratamiento de los parámetros geométricos  empleo de maquinaria pesada para detectar y clasificar los defectos  establecer el tratamiento

Se modifica el concepto de conservación y se sustituye la conservación cíclica por el mantenimiento según el estado de la vía

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94

MANTENIMIENTO SEGÚN ESTADO Objeto del mantenimiento según estado 

En el mantenimiento según estado se procede a restablecer los elementos y parámetros de la vía (características geométricas), allí donde se sabe objetivamente que existe un defecto o se va a desarrollar y en la medida en que lo soliciten las prestaciones que se exigen a la línea.



Se trata de mantener la calidad de la vía realizando sus intervenciones de forma económica con recursos mínimos



Es preciso que exista un criterio para programar las intervenciones correctivas en el momento oportuno  control que garantice el conocimiento del estado de la vía en sus detalles más mínimos



Se sustituye la actuación frecuente y sistemática de la conservación metódica por acciones de control frecuentes y sistemáticas que indican el momento de actuar

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95

MANTENIMIENTO SEGÚN ESTADO Requisitos     

Conocimiento en tiempo real del estado de la vía. Empleo exhaustivo de sistemas de control del estado de la vía. Rapidez en la corrección de los defectos locales  utilización sistemática y organizada de la maquinaria de vía pesada. Se emplea sólo en BLS, con traviesa de hormigón, sujeción elástica y que puedan admitir V≥160 km/h En la red que no admite todavía mantenimiento según estado  conservación metódica (según NRV 7-5-1.1)

Proceso

Control - detección

Programación

Corrección

ANEXO DE INFORMACIÓN ADICIONAL Todo el contenido de este anexo no es materia de examen

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CALIDAD GEOMÉTRICA DE LA VÍA. AUSCULTACIÓN.

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DRESINAS DE AUSCULTACIÓN DRESINA MATISA PV 6 

Alabeo se mide con base 3 m



Flechas de cada hilo se calculan sobre cuerda de 10 m



Desnivelaciones se miden con base 6,5 m



Peralte se obtiene mediante péndulo corrigiendo la influencia de la fuerza centrífuga



Vmarcha = 60 km/h; Vregistro=30 km/h

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99

VEHÍCULOS AUTOPROPULSADOS EM 130 AUTORAIL DE MESURE SNCB 

Auscultación de vías convencionales y de alta velocidad



Auscultación geométrica por contacto



Auscultación sin contacto mediante láser del perfil del carril y los cables de la catenaria



Vregistro=130 km/h

VEHÍCULOS AUTOPROPULSADOS UFM 120 NS 

Sistema de medida sin contacto



Auscultación de vía y carril



Control defectos de carril mediante vídeo



Sistema láser para medida sin contacto de los cables de la catenaria



Sistema de inspección de catenaria mediante vídeo



Vregistro=120 km/h

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101

COCHES DE AUSCULTACIÓN DE LA VÍA COCHE EUCLIDE FS

COCHE 720 001 DB CALIDAD, AUSCULTACIÓN, CONSTRUCCIÓN, CONSERVACIÓN Y RENOVACIÓN DE VÍA Ferrocarriles – Curso 2013-14

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102

VEHÍCULOS DE AUSCULTACIÓN ALTA VELOCIDAD TGV modificado para auscultación 

IRIS 320 - SNCF



Vregistro = 320 km/h, aunque también ausculta vías convencionales a menor velocidad



No perturba explotación líneas AV



Control de vía, señalización, catenaria y telecomunicaciones



Puestos de observación de catenaria y pantógrafo sobre techo del tren



150 captadores, 20 cámaras, equipo 7 ingenieros y 2 conductores

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103

VEHÍCULOS DE AUSCULTACIÓN ALTA VELOCIDAD TALGO 330 - ADIF



Talgo modificado para auscultación



Vregistro=330 km/h, bidireccional



Auscultación dinámica y geométrica de vía y catenaria



Comprobación de sistemas de señalización ASFA y ERTMS



Comprobación de la comunicación tren-tierra (GSM-R)



Comprobación real de fenómenos aerodinámicos en túneles

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104

CUANTIFICACIÓN 

Los defectos de la vía registrados mediante la auscultación se clasifican en grupos según se consideren: 

Valores límite (tolerancias) de defectos máximos en la vía en el momento de la recepción de trabajos realizados en ella



Valores límite (tolerancias) que servirán como referencia para realizar la conservación de la vía



Valores límite (tolerancias) de defectos que necesitan ser eliminados a corto plazo

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105

CUANTIFICACIÓN 

Decisiones de mantenimiento. Evolución histórica: 

Tradicionalmente: observación visual gráficos coches de registro por personal especializado  Subjetiva



Posteriormente: cuantificación numérica para obtener escala objetiva de determinación del momento óptimo de mantenimiento



Procedimiento de la NRV 7-3-0.0/2 (1985) 

Asociada al vehículo de control LLV-1001 (1978) con determinados dispositivos y software (versión 1 anterior con otro software y otras fórmulas)



El coche recorre la vía y mide la amplitud de los defectos



Defectos agrupados por grupos según su amplitud y con ellos se calcula un valor del índice de calidad del tramo



Los defectos superiores a un valor límite quedan además registrados en un listado

CUANTIFICACIÓN a4

a4

+D +C +B

a1

a5

Zona de insensibilidad flotante

C B

+A

A

0 -A -B -C

D

0 a2

a3

Zona de insensibilidad en torno a cero

-D

Valores límite de los defectos para ser registrados en vía nueva (arriba) y en conservación (derecha) Fuente: NRV 7-3-0.0/2

a5 a3

a1 a2

Clase 3 Clase 2 Clase 1 Zona de insensibilidad

Fuente: Adaptado de López Pita, 2006

CUANTIFICACIÓN 

Calidad de la vía (NRV 7-3-0.0/2, 1985) 

Calificación de un parámetro i en un tramo:

Si 

a ∑ = 10

ij

L

donde ai es la amplitud del defecto en el tramo en octavos de milímetro en el tramo de longitud L (en m)



Índice de calidad de la vía:

Q = ∑ K iS i S + S1   S + S7   Q 2,5  0, 25 0 = + 0,125 ⋅ S3 + 0, 604 ⋅ S 4 + 0, 35  6  2 2    S0, S1: indicadores de calidad de nivelación longitudinal carril izquierdo y carril derecho S3, S4: indicadores de ancho de vía y alabeo S6, S7: indicadores de calidad de alineación en cada hilo

CUANTIFICACIÓN

Fuente: NRV 7-3-0.0/2

CUANTIFICACIÓN 

Valores umbral de la amplitud de los defectos para intervención correctiva en la línea de AV Madrid-Sevilla Longitud de onda 3-25 m

Ancho de vía

Alabeo

V (km/h)

Niv. long. (mm)

Alin. (mm)

Niv. transv. (mm)

Ancho, ∆ (mm)

Increme nto (mm)

Disminu ción (mm)

Base 3 m (mm/m)

Base 5 m (mm/m)

Base 9 m (mm/m)

V ≤ 80

+/- 16

+/- 14

+/- 10

+/- 9

+15

-5

+/- 5

+/- 2,8

+/- 2,3

80 < V ≤ 120

+/- 12

+/- 10

+/- 8

+/- 8

+10

-5

+/- 4

+/- 2,3

+/- 1,8

120 < V ≤ 160

+/- 10

+/- 8

+/- 7

+/- 7

+10

-4

+/- 3

+/- 1,7

+/- 1,4

160 < V ≤ 200

+/- 9

+/- 7

+/- 6

+/- 6

+8

-3

+/- 2,5

+/- 1,4

+/- 1,2

200 < V ≤ 240

+/- 8

+/- 6

+/- 5

+/- 5

+8

-3

+/- 2,2

+/- 1,1

+/- 0,9

240 < V ≤ 280

+/- 7

+/- 5

+/- 4

+/- 4

+7

-2

+/- 2

+/- 0,9

+/- 0,7

280 < V ≤ 320

+/- 6

+/- 4

+/- 3

+/- 3

+7

-2

+/- 1,8

+/- 0,8

+/- 0,5

320 < V

+/- 5

+/- 3

+/- 2

+/- 2

+6

-1

+/- 1,7

+/- 0,6

+/- 0,4

Fuente: Gallego, 2006

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110

CUANTIFICACIÓN 

Valores umbral de la desviación típica de los defectos para intervención correctiva en la línea de AV Madrid-Sevilla Longitud de onda 3-25 m

V (km/h)

Longitud de onda 25-70 m

Longitud de onda 70-120 m

Niv. long.

Niv. transv.

Alin.

Ancho vía

Niv. long.

Niv. transv.

Alin.

Niv. long.

Niv. transv.

V ≤ 80

2,5

2,4

1,8

2,0

-

-

-

-

-

80 < V ≤ 120

2,1

1,9

1,5

1,7

3,3

3,3

3,3

-

-

120 < V ≤ 160

1,8

1,5

1,3

1,5

2,8

2,8

2,7

-

-

160 < V ≤ 200

1,5

1,2

1,1

1,3

2,3

2,3

2,3

4,4

3,6

5,5

200 < V ≤ 240

1,3

1,0

1,0

1,1

1,9

1,9

1,9

3,7

3,0

4,7

240 < V ≤ 280

1,1

0,8

0,8

1,0

1,6

1,6

1,6

3,2

2,4

4,0

280 < V ≤ 320

1,0

0,7

0,7

0,9

1,3

1,3

1,3

2,7

2,0

2,4

320 < V

0,9

0,6

0,6

0,8

1,1

1,1

1,0

2,3

2,6

2,9

Alin.

Fuente: Gallego, 2006

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111

CUANTIFICACIÓN 

Determinación de la necesidad de intervención en la línea de AV Madrid-Sevilla 

Defectos puntuales: Valor normalizado

Valor medido Valor umbral Valor normalizado

Prioridad de actuación

Vn < 1

No hay que actuar

1 < Vn ≤ 1,25

Programada

1,25 < Vn ≤ 1,5

Corto plazo

1,5 < Vn

Urgente Fuente: López Pita, 2006

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112

CUANTIFICACIÓN 

Determinación de la necesidad de intervención en la línea de AV Madrid-Sevilla 

Desviaciones típicas: Índice de calidad de la vía para tramo 200 m:  

σ σn = medida σumbral

Índice de calidad: Ic =−5σn + 10 , si σn ≤ 1 Ic = 10·0,5σn , si σn > 1 IC

Nivel de calidad

Prioridad de actuación

8,5 ≤ IC ≤ 10

Bueno

No se actúa

6,5 ≤ IC < 8,5

Aceptable

No se actúa

5 ≤ IC < 6,5

Regular

Se actúa tan sólo si se realizan actuaciones en tramos cercanos

3,5 ≤ IC < 5

Deficiente

Es necesario actuar

0 ≤ IC < 3,5

Mala

Es necesario actuar

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Fuente: López Pita, 2006

113

PROBLEMAS DE REGISTRO Y TRATAMIENTO DE LOS PARÁMETROS GEOMÉTRICOS

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114

PROBLEMAS DE REGISTRO 

Ejemplo: defecto de alineación en la vía. Palpadores equidistantes a

Irregularidad real

Longitud onda (L)

b

b

Caso 1: L = 2·B

Base de medida

b

Caso 2: L = 6·B

Irregularidad medida

Irregularidad real y medida

a

Longitud onda (L) = 2 · Base de medida

Irregularidad medida con amplitud b Irregularidad real

a

Longitud onda (L) = 6 · Base de medida Base de medida

b=a

b