Curso de Ferrocarriles_imp

TITULACIÓN

Profesor: Msc. Ing. Elifio Quiñonez Rosales

Clasificación de locomotoras

Infraestructura

Material rodante

Superestructura

 Corte

 Relleno

 Geosinteticos en Vías Férreas

PUENTES SISTEMAS DE CONSTRUCCION PILAS ARCO

: ENCOFRADO TREPANTE : ABATIMIENTO SEMIARCOS CUASIVERTICALES TABLERO: AUTOCIMBRA PARA 66m DE LUZ

CIMENTACIONES

PILARES

ARCO

TABLERO

PRESUPUESTO EN EUROS

TUNELES

ESTUDIOS PRELIMINARES

TRAZADO DEL TUNEL

AGUAS SUBTERRANEAS

SECTORIZACIÓN GEOTECNICA

Tunnel Boring Machines (TBM)

VER VIDEO Prohibido dormir

OBRAS DE ARTE Y DRENAJE

SUPERESTRUCTURA

BALASTO

Parámetros de comparación vía en placa con vía en balasto

Superestructura de vía recomendada

TREN DE TOLVAS

MAQUINAS BATEADORAS DE BALASTO

MAQUINAS REGULADORAS DE BALASTO

DURMIENTES

SUJETADORES

Sistema de sujeción

CAMBIOS

DEFINICIÓN

Las partes fundamentales del cambio la componen dos AGUJAS y dos CONTRAAGUJAS

LAS AGUJAS Las AGUJAS, son rieles especiales provenientes de rieles convenientemente rebajados y reformados o bien son construidas especialmente al efecto, en general de mayor espesor de alma. Son móviles e interiores en el cambio, que están ligadas entre sí mediante barras rígidas (baquetas). Las CONTRAAGUJAS, son rieles fijos y exteriores en el cambio. Provienen de rieles comunes a los que se esmerila convenientemente de modo de adaptarse a los encuentros con las agujas.

VIAS De las vías en las que bifurca un desvío se distinguen dos tipos: 1. Vía principal: continúa el trazado de la vía anterior 2. Vía desviada: es la que se diferencia del trazado anterior, por lo que el tren tiene que hacer curva al tomarla

El mayor problema que plantea el desvío es la velocidad de la vía máxima admisible de la vía desviada, ya que ésta no tiene peralte y el radio de la curva descrita suele ser pequeño. Por tanto la aceleración centrífuga es muy fuerte si no se realizan los desvíos con gran longitud. Las tecnologías recientes han desarrollado nuevas formas de solucionar estos problemas y los golpes con el carril creando corazones y patas de liebre móviles que se unen perfectamente al carril dando más estabilidad al conjunto. Normalmente los trenes tienen que reducir la velocidad para entrar en una vía desviada, mientras que pueden continuar a la misma velocidad por la vía principal. Por ejemplo, la LAV Madrid-Sevilla permite 300 km/h por vía directa y 160 km/h por vía desviada

VELOCIDADES MÁXIMAS EN DESVIOS

REPRESENTACIÓN DE LOS DISTINTOS APARATOS DE VIA

AGUJAS

SEÑALIZACIÓN 1.- TRENES CONVENCIONALES 2.- TRENES DE ALTA VELOCIDAD

1.- TRENES CONVENCIONALES

2.- TRENES DE ALTA VELOCIDAD

El desarrollo de este tipo de transporte requiere de unas adecuadas instalaciones de señalización, control de tráfico centralizado, protección y seguridad y sistemas auxiliares de detección del tren, para asi evitar una catastrofe a nivel de perdidas humanas y materiales.

Introducción al ERTMS El sistema ERTMS (European Rail Traffic annagement System) es el mayor proyecto industrial desarrollado por seis miembros – Alstom Transport, Ansaldo STS, Bombardier, Invensys Rail Group, Siemens Mobility y Thales – en cooperación con la Unión Europea, empresas ferroviarias y la industria de GSM-R. ERTMS tiene dos componentes básicos: ETCS, Sistema de Control de Trenes Europeo, es un sistema automático de protección del tren (Automatic Train Protection – ATP), para sustituir los sistemas ATP nacionales existentes. GSM-R, Groupe Spéciale Mobile – Railways, es un sistema de radio para comunicaciones de voz y datos entre la vía y el tren, basado en la norma GSM utilizando frecuencias específicamente reservados para el transporte por ferrocarril con determinadas aplicaciones y funciones avanzadas. La aplicación del ERTMS tiene por objeto sustituir los diferentes sistemas nacionales de control y mando de trenes en Europa. Su implantación permitirá la creación de un sistema ferroviario europeo sin fisuras y aumentar la competitividad del ferrocarril como medio de transporte.

DESCRIPCIÓN DE LOS EQUIPOS Servidores de Publicación (MOM): Para realizar la integración que debe producirse entre los nuevos PCE de la Línea de Alta Velocidad de Bombardier con los CRCs, se incluyen en la solución los Servidores de Publicación.

Servidores de Aplicación PCE: Los Servidores de Aplicación PCE se basan en servidores comerciales estandarizados, lo que garantiza por una parte la mantenibilidad del hardware y por otra permite la elección de un elevado número de plataformas hardware distinto entre las existentes en el mercado. En todo momento se encuentra uno de los servidores activos y el otro preparado. Puesto Central de Operaciones ERTMS: es una unidad de Cliente que provee a los operadores de todas las aplicaciones necesarias para la gestión del Sistema ERTMS / ETCS Nivel 2. A través del Puesto de Operador ERTMS se supervisa y gestiona las Limitaciones Temporales de Velocidad (LTV), se interactúa con el Sistema de Ayuda al Mantenimiento PCE y se accede a los datos del Registrador Jurídico PCE.. Sistema de Ayuda al Mantenimiento PCE: se configura en un terminal de tipo servidor. Este sistema permite el acceso de forma remota a todos los Sistema Locales de Ayuda al Mantenimiento ERTMS. Los Puestos Locales SAM envían sus registros al servidor del Sistema de Ayuda al Mantenimiento PCE, obteniendo la centralización de la información en el SAM-PCE. El servidor del Sistema de Ayuda al Mantenimiento PCE almacena tanto las órdenes enviadas desde el Puesto Central ERTMS como la de los Puestos Locales ERTMS.

Puesto Central de ERTMS (PCE) Los elementos hardware necesarios para la implementación del PCE Bombardier en el CRC para el control y gestión del Sistema ERMTS / ETCS en la Línea de Alta Velocidad son los que se pueden ver en la Figura.

SISTEMA GSM-R GSM-R, Groupe Spéciale Mobile – Railways, es un sistema de radio para comunicaciones de voz y datos entre la vía y el tren, basado en la norma GSM utilizando frecuencias específicamente reservados para el transporte por ferrocarril con determinadas aplicaciones y funciones avanzadas.

DISEÑO DE LAS INSTALACIONES DE SEÑALIZACIÓN, CONTROL DE TRÁFICO CENTRALIZADO, PROTECCIÓN Y SEGURIDAD Y SISTEMAS AUXILIARES DE DETECCIÓN DEL TREN PARA UN TRAMO DE LÍNEA DE ALTA VELOCIDAD (PARA UN TREN DE 165KM)

LINEAS CATENARIAS

MATERIAL RODANTE

TRACCIÓN FERROVIARIA RESISTENCIAS AL MOVIMIENTO DE LOS TRENES Dinamómetro Movimiento Elemento tractor: • Animal de tiro 62 • Locomotora • Tractor sobre gomas

F

Vagón (peso T)

TRACCIÓN FERROVIARIA RESISTENCIAS AL MOVIMIENTO DE LOS TRENES

TRACCIÓN FERROVIARIA RESISTENCIAS AL MOVIMIENTO DE LOS TRENES

RESISTENCIA ORDINARIA (I)

RESISTENCIA ORDINARIA (II) •

ro es muy baja. Unos pocos kilogramos-fuerza (2 ó 3) consiguen sostener el movimiento de una tonelada.

•

Se expresa por unidad de peso del tren: ro (kgr/ton) = Ro (kgr) / T (ton) 1 ton = 1.000 kilogramos fuerza.

•

En el tiempo ro ha disminuido por varios motivos: – Introducción de los cojinetes a rodillos, en lugar de los de fricción. – Carenado de locomotoras y vehículos, reduciendo embolsamiento de aire. – Aerodinámica de los trenes muy veloces.

RESISTENCIA ORDINARIA (III)

RESISTENCIA DE LAS RAMPAS (I) Sentido del movimiento Fuerza que se opone al movimiento

Rp a

a

P

RESISTENCIA DE LAS RAMPAS (II) • Es esencial al ferrocarril la baja resistencia al movimiento. • La fórmula de Davis calcula la resistencia ordinaria ro en el orden de 2 a 4 kgr/ton. • Una rampa de tan sólo el 4%o crea una resistencia adicional de 4 kgr/ton. Es como si el tren hubiera duplicado su “peso”, o más. • Las pendientes ferroviarias deben ser muy bajas, idealmente unas pocas unidades de “por mil”. – De lo contrario, la ventaja esencial del ferrocarril se pierde. – ¿Posibilidades de los ferrocarriles transandinos?

RESISTENCIA EN CURVAS HORIZONTALES (I) • Se debe al mayor rozamiento de las ruedas sobre los rieles al acomodarse el rodado a la curvatura de los rieles: – La pestaña de la rueda anterior-externa de la base rígida frota contra la cara interna del riel externo. – La base rígida gira y las ruedas frotan sobre las caras de los rieles sobre los cuales apoyan. • El bicono se desplaza hacia el riel externo. – La rueda externa rueda sobre un radio mayor que la interna. – Si una de las ruedas no resbala, la otra lo hace.

RESISTENCIA EN CURVAS HORIZONTALES (II) • Ejemplo • Trocha “ancha” - 1,676 m;

• Radio de la curva: 400 m; • Resistencia: rc = 500 x 1,676 / 400 = 2,095Kgr / ton • O sea, esa curva equivale a una rampa del 2 %o • Rampa compensada: un trazado en recta se diseña con una pendiente determinante del 6 %o. – Con esta pendiente constante un tren de cierto peso puede circular manteniendo cierta velocidad. – En la curva de 400 m de radio la resistencia aumentaría a: 6%o + 2 %o = 8 %o . El tren en cuestión no podría pasar manteniendo su velocidad. – En la zona de la curva se disminuye la pendiente para que la resistencia total se mantenga constante.

RESISTENCIA DE INERCIA (I) Ley de Newton: la fuerza tractiva F aplicada al vehículo produciría una aceleración: F = m.a (Newton, kg, m/s2) Pero hay resistencias al movimiento (ordinaria, pendientes, curvas); siendo la resistencia total R = Ro + Rp + Rc; la fuerza aceleradora será menor: F – R = m.a

O sea:

F = R + m a = Ro + Rp + Rc + m.a

El término m.a actúa en la fórmula como si se tratara de una fuerza de resistencia, la llamada “resistencia de inercia”, Ri. Ri = m.a = ( P / g ).a g es la aceleración de la gravedad (9,8 m/ s2 ). a Se define también la resistencia de inercia unitaria:

ri = Ri / P = a / g

RESISTENCIA DE INERCIA (II)

RESISTENCIA DE INERCIA: MASAS ROTANTES (I) El esfuerzo para vencer la inercia implica, también, vencer la inercia de rotación, o sea poner en rotación los ejes, ruedas y demás “masas rotantes”. En la aceleración el trabajo de la fuerza de tracción se transforma en energía cinética. m F

d

La fuerza tractiva recorre una distancia d, efectuando un trabajo F.d y la masa m adquiere una velocidad v.

Pero el movimiento longitudinal del vehículo implica el movimiento rotatorio de ruedas y ejes. Para alcanzar igual velocidad v habrá que realizar mayor trabajo.

RESISTENCIA DE INERCIA: MASAS ROTANTES (II)

El trabajo de la fuerza de tracción se transforma en energía cinética de translación y de rotación. Las ruedas y ejes tienen un momento de inercia total J kg m2 y giran con velocidad angular w (1/s) w

F m

m

R

R

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v R

RESISTENCIA DE INERCIA: MASAS ROTANTES (III) La fuerza adicional, o sea la resistencia de inercia, será: Ri = m’ . a = m . b . a = (P/g) . b . a Pero la resistencia de inercia se expresa con relación al peso, o sea: ri = Ri / P = m . b . a / P = b . a / g 76

Finalmente, expresando ri en kilogramos por tonelada: ri = 100 . b . a

Siendo: b = 1 + J / m . R2 coeficiente de inercia de masas rotantes (1,04 a 1,08)

J = suma de momentos de inercia de masas rotantes R = radio de las ruedas.

3.- DISEÑO GEOMÉTRICO DE VÍAS FÉRREAS En planta

Secciones transversales

perfil longitudinal

GEOMETRÍA DEL TRAZADO EN PLANTA

TREN LIMA - TUMBES

SECCION TRANSVERSAL

4.- ESTACIONES PATIOS Y TALLERES

PUERTO BELEM

ANILLOS FERROVIARIOS

PORTO VEHLO

MUCHAS GRACIAS