sistemas de vÍa sobre base de hormigÓn y tacos prefabricados · mantenimiento especificaciÓn...

ESPECIFICACIONES TÉCNICAS

ADMINISTRADOR DE INFRAESTRUCTURAS FERROVIARIAS

Organismo Redactor: Renfe. Mantenimiento de Infraestructura. Dirección Técnica

ET 03.360.580.9

1ª EDICIÓN: Diciembre de 2000

SISTEMAS DE VÍA SOBRE BASE DE HORMIGÓN Y TACOS PREFABRICADOS

VÍA

MANTENIMIENTO ESPECIFICACIÓN TÉCNICA 03.360.580.9DE INFRAESTRUCTURARENFEDirección Técnica Hoja 1 de 18

SISTEMAS DE VÍA SOBRE BASE DE HORMIGÓNY TACOS PREFABRICADOS

VÍA Fecha: Diciembre 00

ESPECIFICACIÓN TÉCNICA


MODIFICACIONES Y ANULACIONES




ÍNDICE DE CONTENIDOS PÁGINA

1. CAMPO DE APLICACIÓN .............................................................................................................. 5

1.1. Objeto...................................................................................................................................... 51.2. Definiciones ............................................................................................................................ 51.3. Clasificación ........................................................................................................................... 51.4. Designación ............................................................................................................................ 5

2. CARACTERÍSTICAS A EXIGIR....................................................................................................... 6

2.0. Generalidades......................................................................................................................... 62.1. Características geométricas .................................................................................................. 62.2. Aspecto .................................................................................................................................. 62.3. Marcas .................................................................................................................................... 6

2.3.1. Marcas de fabricación .................................................................................................. 62.3.2. Marcas de identificación .............................................................................................. 6

2.4. Características mecánicas ..................................................................................................... 72.4.1. Resistencia bajo carga vertical .................................................................................... 72.4.2. Resistencia bajo carga estática y a fatiga bajo carga inclinada ................................. 82.4.3. Caracterización de elementos elásticos...................................................................... 8

2.5. Resistencia al deslizamiento longitudinal ............................................................................. 82.6. Resistencia eléctrica .............................................................................................................. 8

3. FABRICACIÓN ............................................................................................................................... 8

4. HOMOLOGACIÓN TÉCNICA.......................................................................................................... 8

4.1. Solicitud de homologación .................................................................................................... 84.2. Requisitos del solicitante ....................................................................................................... 94.3. Muestras para ensayos de homologación............................................................................. 94.4. Ensayos de homologación..................................................................................................... 94.5. Facturación de los ensayos ................................................................................................... 9

5. ENSAYOS ....................................................................................................................................... 9

6. METODOLOGÍA DE LOS ENSAYOS Y VERIFICACIONES ............................................................ 10

6.1. Verificación geométrica, aspecto y marcas........................................................................... 106.2. Condiciones previas a los ensayos mecánicos: asentamiento ............................................ 106.3. Verificación de resistencia bajo carga vertical...................................................................... 116.4. Verificación de resistencia bajo carga estática y a fatiga bajo carga inclinada................... 12

6.4.1. Parámetros de ensayo: determinación de la carga..................................................... 126.4.2. Instrumentación ............................................................................................................ 136.4.3. Ejecución del ensayo.................................................................................................... 14

6.5. Caracterización de los elementos elásticos del sistema ...................................................... 156.6. Verificación de resistencia al deslizamiento longitudinal..................................................... 156.7. Verificación de resistencia eléctrica ...................................................................................... 16

7. DOCUMENTACIÓN Y NORMAS DE REFERENCIA ....................................................................... 18

ANEJO 1. Figuras




1. CAMPO DE APLICACIÓN

1.1. OBJETO

La presente Especificación Técnica tiene por objeto definir las características que debe cumplircualquier sistema de vía sobre base de hormigón y tacos prefabricados, así como regular lascondiciones de homologación de los mismos.

1.2. DEFINICIONES

Se denomina vía sobre base de hormigón y tacos prefabricados a la estructura de vía donde labanqueta de balasto se ha sustituido por una losa de hormigón y los elementos destinados aproporcionar apoyo al carril y a mantener la estabilidad de la vía son bloques prefabricados que enmayor o menor altura, según el tipo constructivo, se colocan dentro de la losa.

En los sistemas de losa continua, la elasticidad proviene por una parte de la placa de asiento bajocarril y, por otra, del elemento elástico interpuesto entre el bloque y la losa de hormigón.

En los sistemas de losas prefabricadas, con apoyos continuos o discretos, la presencia de elastó-meros -o similares- bajo éstas proporciona una elasticidad complementaria a la aportada por laplaca de asiento y por el elemento interpuesto entre el bloque y la losa, si lo hubiese.

En estos últimos sistemas, es necesario hacer hincapié en las características de las juntas yensamblajes entre las losas y en el anclaje de las mismas a la base de hormigón, garantizando suinmovilidad. Dichas cuestiones deben quedar perfectamente definidas en la documentación apresentar junto a la solicitud de homologación.

1.3. CLASIFICACIÓN

Los sistemas objeto de la presente Especificación Técnica se clasifican atendiendo a:

- su composición mediante bloques independientes o unidos por una riostra (traviesa),

- el tipo de elemento elástico interpuesto entre la losa y el taco y/o bajo la losa de hormigón,

- el ancho de vía o, en su caso, la polivalencia de los bloques o traviesas,

- el tipo de carril (UIC 54 ó UIC 60) y

- el rango de velocidades.

1.4. DESIGNACIÓN

Los sistemas objeto de la presente Especificación Técnica se designan citando las palabras“sistema de vía sobre base de hormigón y tacos prefabricados”, indicando las característicasesenciales que permiten su clasificación conforme al anterior apartado 1.3, seguido de lanomenclatura comercial y la referencia a la presente Especificación Técnica.

Ejemplo:

- Sistema de vía sobre base de hormigón y tacos prefabricados con riostra, elemento elásticoempleado , polivalente, carril UIC 60, apto para velocidad igual o inferior a 160 km/h, nombre comercial , según E.T. 03.360.580.9.




2. CARACTERÍSTICAS A EXIGIR

2.0. GENERALIDADES

Todos y cada uno de los elementos que componen la estructura del sistema (bloques, carril,sujeciones y demás) deben tener las características dimensionales, mecánicas, químicas, etc.,exigidas en sus correspondiente especificaciones, normas y planos, habiendo sido previamentehomologados por RENFE conforme a la citada documentación técnica. Si de algún elemento noexistiese especificación o norma, sus características deberán ajustarse a las indicadas por elsuministrador una vez hayan sido validadas por la Jefatura de Vía de la Dirección Técnica de laU.N. de Mantenimiento de Infraestructura de RENFE.

Teniendo en cuenta las generalidades mencionadas, el conjunto formado por la losa y demáselementos a ensayar deberá verificar los siguientes requisitos:

- Ser representativo de vías hormigonadas de bloques con o sin riostra.

- Ser fabricado con carril UIC 54 ó UIC 60 y con sujeciones elásticas.

2.1. CARACTERÍSTICAS GEOMÉTRICAS

Las características geométricas de cada elemento del sistema a homologar deberán ajustarse aldiseño, planos, tolerancias y condiciones generales establecidas por cada fabricante y aceptadaspor la Jefatura de Vía de la Dirección antes mencionada.

2.2. ASPECTO

Las estructuras deberán presentarse de forma que tanto los bloques como la losa se muestrenacabados, sin defectos superficiales, faltas de material, fisuras, deformaciones en el hormigón ocualquier otro defecto que pudiera perjudicar su empleo.

El resto de los elementos (carril, sujeciones…) deberán estar sanos en todas sus partes y cumplir,en cuanto a su aspecto, las exigencias recogidas en sus correspondientes EspecificacionesTécnicas.

Se exigirá que se mantengan estas características durante y a la finalización de los ensayos.

2.3. MARCAS

2.3.1. MARCAS DE FABRICACIÓN

Cada uno de los elementos constituyentes del sistema deberá llevar grabadas de formaindeleble todas aquellas marcas que prescriban las correspondientes EspecificacionesTécnicas de homologación y/o suministro.

2.3.2. MARCAS DE IDENTIFICACIÓN

El sistema se identificará mediante una inscripción en los bloques o traviesas, en bajorelieve o alto relieve indistintamente, indicándose los siguientes datos:

- Marca o logotipo del fabricante.

- Mes y año de fabricación.

- Código de tipología determinado mediante la indicación de los conceptos que acontinuación se exponen, en el orden que aparecen y mediante las abreviaturasseñaladas.




VSB/B (Bloque)VSB/T (Traviesa)

S (si no la lleva)R (si la lleva)

I (internacional), P (polivalente), RN (Renfe)

UIC 54/UIC 60

Vía sobre base de hormigóny tacos prefabricados Riostra Ancho de vía Perfil carril

Ejemplo: VSB/B-R-RN-UIC 54

2.4. CARACTERÍSTICAS MECÁNICAS

Se incluyen en este apartado ensayos cuyo objetivo es garantizar el comportamiento elástico delsistema soporte. Éste se compone, según se ha definido en el apartado 1.2, de una o varias capaselásticas que deberán mantener sus propiedades durante toda su vida útil.

La secuencia de ensayos será la que sigue:

- Ensayo de asentamiento.

- Ensayo de resistencia bajo carga vertical donde se valorará la rigidez estática del sistemasoporte antes de fatiga.

- Ensayo de fatiga donde se observará la evolución de la deflexión horizontal y vertical en eltiempo.

- Ensayo de resistencia bajo carga vertical de donde se obtendrán valores de rigidez estáticadespués de fatiga.

2.4.1. RESISTENCIA BAJO CARGA VERTICAL

El ensayo se realizará bajo las condiciones definidas en el apartado 6.3, siendo necesarioque la rigidez estática del sistema soporte, medida en kN/mm, y la flecha máxima obtenidaen la sección central de la losa, medida en mm, verifiquen los valores siguientes:

VELOCIDAD

V (km/h)

RIGIDEZ ESTÁTICA

KESS (KN/mm)

FLECHA MÁXIMA

fmáx (mm)

V ≤ 160 ≥ 150 ≤ 4,2

160 < V ≤ 200 < 150 ≤ 4,2

V > 200 < 100 ≤ 3,5

Definiéndose la rigidez estática del sistema soporte como el cociente entre la máxima cargaaplicada en kN (calculada según se indica en el apartado 6.3) y la flecha máxima:

máx

2 ESS

fQ

K = (kN/mm)




Si un sistema cumpliera los requisitos exigidos para su empleo a una velocidad determinadase consideraría apto para velocidades inferiores, pero no al revés. No obstante deberán serestudiadas y controladas las transiciones entre tipologías de vía en su montaje.

2.4.2. RESISTENCIA BAJO CARGA ESTÁTICA Y A FATIGA BAJO CARGA INCLINADA

Los resultados del ensayo definido en el apartado 6.4 deberán asegurar como valoresexigibles a cualquier sistema de vía sin balasto y tacos prefabricados una variación máximaen los registros de deflexión vertical en condiciones dinámicas de carga máxima, al inicio y ala finalización del ensayo, de un 15%.

Se limita el valor de la deflexión horizontal a ± 2,5 mm.

2.4.3. CARACTERIZACIÓN DE ELEMENTOS ELÁSTICOS

Una vez realizado el ensayo definido en el apartado 6.5, se calculará la rigidez estática delsistema soporte según se indica en el apartado 2.4.1, debiéndose verificar que:

KESS (después de fatiga) = 0,9 -1,1 KESS (antes de fatiga)

2.5. RESISTENCIA AL DESLIZAMIENTO LONGITUDINAL

Se deberá cumplir, para el ensayo definido en el apartado 6.6, que el valor de F obtenido a partir delos desplazamientos producidos por aplicación de una carga longitudinal de tracción sea igual osuperior a 9 kN por punto de apoyo o fijación de carril.

2.6. RESISTENCIA ELÉCTRICA

Como resultado del ensayo realizado según se indica en el apartado 6.7, la resistencia eléctricaentre cupones de carril no debe ser inferior a 5 kΩ.

3. FABRICACIÓN

El proceso de construcción y montaje del sistema se realizará según lo establecido por cada fabricante,habiendo sido previamente aceptado por la Jefatura de Vía de la Dirección Técnica de la U.N. deMantenimiento de Infraestructura de RENFE. A tal efecto la solicitud de homologación deberá iracompañada de los documentos que se citan en el apartado 4.1.

4. HOMOLOGACIÓN TÉCNICA

4.1. SOLICITUD DE HOMOLOGACIÓN

La solicitud de homologación se dirigirá por escrito a la Jefatura de Vía de la Dirección Técnica dela U.N. de Mantenimiento de Infraestructura de RENFE, indicando claramente el producto conformea lo señalado en esta Especificación Técnica.

Adjunto a dicha solicitud se entregará un dossier técnico en el que se reseñe:

- Definición del sistema propuesto y de sus componentes.

- Aplicación funcional (cargas y velocidades).

- Planos individuales y de conjunto.




- Normativa de referencia para su fabricación y montaje.

- Procedimiento detallado de montaje, describiendo peculiaridades y recursos específicos parasu correcta ejecución.

4.2. REQUISITOS DEL SOLICITANTE

Sólo podrán solicitar homologación aquellos suministradores o empresas que verifiquen las exigen-cias contempladas en la norma de la serie ISO 9000, acreditando el correspondiente certificadocomo empresa registrada.

4.3. MUESTRAS PARA ENSAYOS DE HOMOLOGACIÓN

Para la homologación de cada sistema de vía hormigonada, deberá enviarse al Centro quepreviamente haya sido designado por la Jefatura de Vía de la Dirección Técnica de la U.N. deMantenimiento de Infraestructura de RENFE una losa con las características que se indican en losapartados 2.0, 2.1 y 2.2 y dimensiones tales que posea:

- longitud suficiente para alojar cinco bloques separados entre sí 0,60 m,

- anchura en función del ancho de vía y del tamaño del bloque y

- altura, la definida en los planos de cada sistema particular.

4.4. ENSAYOS DE HOMOLOGACIÓN

La naturaleza, proporción y metodología de los ensayos de homologación se indican en elapartado 5.

Todos los resultados de los ensayos y verificaciones deberán estar de acuerdo con lo establecidoen el apartado 2.

Además, cada uno de los componentes del sistema deberá poseer certificación que acredite elcumplimiento de los ensayos de homologación indicados en sus respectivas Especificaciones,pudiendo RENFE, en cualquier caso, solicitar los ensayos que considere oportunos.

RENFE se reserva la posibilidad de analizar el comportamiento del sistema en vía, el cual seejecutará bajo las acciones reales de tráfico en condiciones de explotación. A tal efecto seconstruiría un tramo de ensayo de 500 m de longitud, siguiendo las pautas fijadas en el apartado 3para la construcción y el montaje de los elementos y componentes del sistema. La ubicación ycondiciones de financiación del citado tramo serán las que, en cada caso, establezca RENFE.

4.5. FACTURACIÓN DE LOS ENSAYOS

Los costes de los ensayos serán por cuenta del solicitante con independencia de los resultadosobtenidos.

RENFE, o la firma que ésta designe para la ejecución del proceso, pasará cargo a los mismos,indicando en cada factura los conceptos correspondientes.

5. ENSAYOS

En la tabla adjunta se recogen la naturaleza, proporción y metodología de los ensayos a realizar.




Tabla I

NATURALEZA DEL ENSAYO PROPORCIÓN METODOLOGÍA

- Verificación geométrica, aspecto y marcas 1 por sistema Apdo. 6.1

- Condiciones previas a los ensayos mecánicos: asentamiento 1 por sistema Apdo. 6.2

- Resistencia bajo carga vertical (1) 2 por sistemaApdo. 6.3

Apdo. 6.5

- Resistencia a fatiga 1 por sistema Apdo. 6.4

- Resistencia al deslizamiento longitudinal 1 por sistema Apdo. 6.6

- Resistencia eléctrica 1 por sistema Apdo. 6.7

(1) Se realizará este ensayo antes y después de fatiga.

6. METODOLOGÍA DE LOS ENSAYOS Y VERIFICACIONES

6.1. VERIFICACIÓN GEOMÉTRICA, ASPECTO Y MARCAS

En el momento de la recepción de la losa se verificarán las dimensiones de la misma, de acuerdocon lo establecido en el apartado 4.3.

Asimismo, antes y al finalizar los ensayos deberán comprobarse las siguientes cotas:

- Ancho de vía.

- Dimensiones visibles del bloque.

- Distancia entre bloques.

- Posición relativa del bloque respecto al lado más largo de la losa.

Se emplearán los aparatos apropiados a las tolerancias exigidas.

Los resultados deberán estar de acuerdo con lo indicado en el apartado 2.1.

El aspecto externo se controlará a simple vista en la recepción y durante la ejecución de losensayos, de tal manera que se verifiquen las características exigidas en el apartado 2.2.

Se comprobará también la existencia de marcas de identificación y fabricación, debiendo éstasverificar lo prescrito en el apartado 2.3.

6.2. CONDICIONES PREVIAS A LOS ENSAYOS MECÁNICOS: ASENTAMIENTO

Mediante la aplicación de cargas verticales oscilantes ha de verificarse el funcionamiento del útil decarga empleado en el ensayo de fatiga y la correcta adaptación de la placa base en la bancada deensayo.

El asentamiento se efectúa realizando un ensayo dinámico, aplicando cargas inclinadas según unaonda sinusoidal de amplitud el valor de la carga máxima Q1 calculada para el ensayo de resistenciabajo carga estática y a fatiga con carga inclinada (apartado 6.4.1) para 300.000 ciclos. Lafrecuencia de ensayo y el ángulo que determina la inclinación de la carga se obtienen a partir de laTabla III (apartado 6.4.1).




Para evitar el despegue ocasional del útil de aplicación de la carga respecto a los carriles cuando elvalor de ésta se aproxima a cero, se fijará dicha carga en valores comprendidos entre Qi y (Qi+ Q1)siendo Qi el 6% de Q1.

Una vez realizado el asentamiento, se comprobará nuevamente el aspecto externo del sistema,siendo suspendida la homologación si no se cumple lo establecido en 2.2.

6.3. VERIFICACIÓN DE RESISTENCIA BAJO CARGA VERTICAL

Este ensayo consiste en la aplicación de un ciclo de carga vertical simultáneamente en los doscarriles de la losa en su sección central, mediante actuadores hidráulicos servocontrolados tal ycomo puede verse en la figura 1, según una onda triangular comprendida entre 0 y Q2 kN, con unavelocidad de carga/descarga de 30 kN/min. El valor de la carga máxima Q2 en cada carril sedetermina a partir de la siguiente fórmula:

ejeD2 QC21

Q ××=

Siendo:

Qeje = carga por eje (22,5 t para tráficos mixtos)

CD = coeficiente de mayoración dinámica de valor 1,5

La duración del ensayo T se calcula, una vez conocida la carga máxima Q2, según:

(kN/min) 30(kN)Q

2T(min)2×=

La losa de ensayo se instrumentará con 10 sensores para la obtención de desplazamientosverticales relativos de la losa de hormigón respecto a su base de apoyo y entre los carriles y la losade hormigón. La relación de sensores se recoge en la Tabla II, y su ubicación será la que se indicaen la figura 2. Asimismo en la figura 3 se recoge, señalada con un punto, la ubicación de sensoresverticales en la sección central.

Tabla II

Nº UBICACIÓN SENSOR DIRECCIÓNDE MEDIDA

TIPO DE MEDIDA

1 Losa de hormigón sección central zona carril 2 Vertical Entre losa de hormigón y base de apoyo

2 Losa de hormigón sección central zona carril 1 Vertical Entre losa de hormigón y base de apoyo

3 Patín exterior carril 2 en bloque 3 Vertical Entre carril y losa de hormigón

4 Patín exterior carril 1 en bloque 3 Vertical Entre carril y losa de hormigón

5 Patín interior carril 2 en bloque 3 Vertical Entre carril y losa de hormigón

6 Patín interior carril 1 en bloque 3 Vertical Entre carril y losa de hormigón

7 Cabeza carril 1 en bloque 5 Vertical Entre carril derecho y losa de hormigón







Si las particularidades del sistema objeto de ensayo implicaran la existencia de una placa soportebajo la losa de hormigón, de características y dimensiones definidas por el fabricante, se colocaráncuatro sensores más, dos para medir el desplazamiento relativo de ésta respecto al carril, y dospara medir su desplazamiento relativo respecto a la losa de hormigón. Su disposición se recoge enla figura 2 referenciándose como S11, S12, S13 y S14.

Se obtendrán valores de desplazamientos máximos, finales y residuales que se registrarándespués de un período de recuperación de 120 s.

Los resultados obtenidos una vez realizado el ensayo deberán cumplir lo establecido en elapartado 2.4.1.

6.4. VERIFICACIÓN DE RESISTENCIA BAJO CARGA ESTÁTICA Y A FATIGA BAJO CARGAINCLINADA

Este ensayo consiste en la aplicación de una carga controlada, con componentes horizontal yvertical, mediante un dispositivo como el que se muestra en la figura 4, en secuencias estática ycíclica (3⋅106 ciclos) alternativas sobre los carriles en su sección central, midiendo los desplaza-mientos asociados a los diferentes componentes del sistema. El número de 3⋅106 ciclos seinterpreta como una duración de explotación comprendida entre 5 y 8 años.

6.4.1. PARÁMETROS DE ENSAYO: DETERMINACIÓN DE LA CARGA

La carga vertical a aplicar en el actuador Q1 será igual a la carga por eje de cada casoparticular, ajustada a situaciones reales mediante un coeficiente de mayoración dinámica yun factor de distribución de cargas, de manera que:

DISDINeje1 KKQQ ××=

El útil de ensayo debe permitir una distribución simétrica de la carga Q1 sobre los dos carriles(ver montaje de la figura 6), con una dirección de aplicación según un ángulo α respecto a lavertical comprendido entre 22° y 31°.

En la Tabla III se definen de manera esquemática los parámetros de ensayo en función de lavelocidad propuesta para la homologación.

Tabla III

VARIABLE PARÁMETROS

VELOCIDAD (km/h) α KDIN KDIS Frecuencia (Hz)

V ≤ 160 28°-31° 1,5-1,6 0,35-0,40

160< V ≤ 200 25°-28° 1,6-1,7 0,40-0,453–5

V > 200 22°-25° 1,7-1,8 0,45-0,50 6-8

Una vez calculada la carga Q1, la descomposición de fuerzas aplicadas en cada carril es lasiguiente:

2Q

Q1

vertical =

α×= tgQQ verticalhorizontal




6.4.2. INSTRUMENTACIÓN

El valor de los desplazamientos se obtendrá por medio de 10 sensores dispuestos en tressecciones de la placa destinados a efectuar los siguientes tipos de mediciones:

- Variación del ancho de vía.

- Desplazamientos verticales y horizontales de la cabeza del carril respecto a la losa dehormigón.

- Desplazamientos verticales y horizontales del patín del carril respecto a la losa dehormigón.

La relación de sensores se recoge en la Tabla IV, y su ubicación en las figuras 3 y 5.

Tabla IV

Nº UBICACIÓN SENSOR DIRECCIÓNDE MEDIDA

TIPO DE MEDIDA

1 Losa hormigón sección central zonacarril 2

Vertical Entre losa de hormigón y base de apoyo

2 Losa hormigón sección central zonacarril 1

Vertical Entre losa de hormigón y base de apoyo

3 Cabeza carril 2 en bloque 3 Vertical Entre cabeza de carril y losa de hormigón


5 Cabeza interior carril 2 en bloque 3 Horizontal Entre lateral de cabeza de carril y losa dehormigón

6 Patín interior carril 1 en bloque 3 Vertical Entre lado interior de patín y losa de hormigón


8 Patín interior carril 1 en bloque 3 Horizontal Entre lado interior de patín y losa de hormigón

9 Cabeza interior carril 1 en bloque 3 Horizontal Entre lateral de cabeza de carril y losa dehormigón


En caso de que por razones de diseño exista una placa soporte entre la losa de hormigón yla base de apoyo, se colocarán cuatro sensores más destinados a medir los desplaza-mientos relativos verticales entre la losa y este elemento. Su disposición se recoge en lafigura 5, referenciándose como S11, S12, S13 y S14, de tal manera que la dirección demedida de los sensores 1, 2, 13 y 14 será entre la losa de hormigón y la placa intermedia, yla de los sensores 11 y 12 entre ésta y la base de apoyo.

Las deformaciones en el sistema se medirán con galgas extensométricas, instaladas demanera que se asegure un reparto correcto de la carga con el utillaje empleado.

En la instalación de los sensores de desplazamiento se empleará una estructura metálicaligera, localizada en la bancada de ensayo, sin contacto físico con el bloque para prevenir latransmisión de vibraciones a la estructura.




El desplazamiento que sufra la estructura soporte deberá ser inferior al error de precisión demedida de los sensores (± 0,01 mm), con el fin de confirmar que la posible vibración de laestructura causada por el movimiento de la placa durante el ensayo es despreciable. El valorde este desplazamiento puede obtenerse mediante dos sistemas diferentes (ver Tabla V):

1. Verificando la lectura de un comparador analógico instalado en la estructura con elensayo a plena carga.

2. Mediante acelerómetros, integrando desplazamientos sobre el registro de aceleracionespara las frecuencias principales medidas. En este caso, la caracterización de la respuestadinámicas del sistema se realizará mediante 3 acelerómetros, aplicados a las seccionescitadas (uno en cada sección).

Tabla V

EFECTO DE LA VIBRACIÓN SOBRE LA ESTRUCTURA SOPORTE DE LOS SENSORES

Método 1.- Comparador analógico

Valor máximo de desplazamiento vertical < 0,01 mm

Método 2.- Acelerómetros

Valor máximo de desplazamiento en sentido de la vibración ≤ 0,01 mm

6.4.3. EJECUCIÓN DEL ENSAYO

Una vez determinados los parámetros de ensayo y realizada la instrumentación, éste seejecutará como sigue.

En primer lugar y con el objeto de obtener una caracterización bajo cargas estáticasinclinadas valorando el efecto de la fatiga mecánica, se llevará a cabo un ciclo de cargacuasiestático, insertando al inicio y al final de cada serie de 106 ciclos de fatiga un ciclo decarga estática según una onda triangular de amplitud el valor de la carga máxima Q1 y unavelocidad de aplicación de 30 kN/min.

A continuación se aplicará la carga vertical en los ciclos dinámicos, según una ondasinusoidal de amplitud Q1 a una frecuencia comprendida entre 3 y 8 Hz.

En ambos ciclos de carga (estático y dinámico) se establecerá un límite inferior de carga Qi

(Qi igual al 6% de Q1), con objeto de que nunca se pierda el contacto entre el útil y el carrilsiendo, por tanto, el valor del límite superior Qf igual a Qi+Q1.

La frecuencia del ensayo debe fijarse en función de la velocidad para la que se quierahomologar el sistema (a mayor velocidad de circulación, mayor frecuencia) y de lascaracterísticas del equipo, limitándose (como se ha indicado) entre 3 y 8 Hz, valor máximo apartir del cual se podrían producir calentamientos por rozamiento en los elementos plásticosque integran el sistema.

La evolución del comportamiento mecánico en condiciones dinámicas se obtendrá medianteun registro de máximos y mínimos relativos a fuerza y desplazamiento, cada 105 ciclos deaplicación dinámica, sobre intervalos de 100 ciclos, reduciendo la frecuencia de ensayo a 2Hz, constituyendo un total de 30 registros.




Cada vez que se complete un millón de ciclos se repetirá el proceso, iniciándose con larampa estática durante la cual se efectuará un registro de desplazamiento en todos lossensores instalados y de la fuerza aplicada constituyendo un total de 4 registros. El ensayofinalizará a los tres millones de ciclos con una nueva rampa estática de carga y descarga.

En la gráfica adjunta se resume el perfil de cargas explicado mediante una serie de un millónde ciclos de ensayo.

Una vez finalizado el ensayo, los resultados de deflexión horizontal y vertical deben cumplirlo prescrito en el apartado 2.4.2.

6.5. CARACTERIZACIÓN DE LOS ELEMENTOS ELÁSTICOS DEL SISTEMA

Un día después de la conclusión del ensayo de fatiga, se realizará un segundo ensayo de cargavertical como el definido en el apartado 6.3, a fin de obtener información sobre el envejecimientomanifestado por los elementos elásticos del sistema (placa de asiento, recubrimientos del bloque,apoyos bajo losa, etc.) y sobre la evolución de sus propiedades con el tiempo, debiendo cumplirselos requisitos especificados en el apartado 2.4.3 para la aceptación del sistema.

6.6. VERIFICACIÓN DE RESISTENCIA AL DESLIZAMIENTO LONGITUDINAL

El ensayo consiste en aplicar una carga longitudinal de tracción linealmente creciente y medir losdesplazamientos asociados, relativos a los distintos componentes del sistema de vía.

Tiene por objeto determinar la máxima carga axial que puede ser aplicada a un carril sujeto a unbloque por medio de una sujeción sin que ocurra desplazamiento no elástico del carril. El carrilutilizado para este ensayo no deberá presentar síntomas de oxidación en su base.

Previamente se aplicará una carga según un incremento lineal de 5 kN/m/carril/min, hasta producirun deslizamiento del carril sobre la vía de 5 mm/min.




Para este ensayo se instrumentará la losa con cuatro sensores, de forma que se puedan registrarlos desplazamientos relativos entre carril y losa (2 sensores) y entre carril y traviesa (2 sensores).Durante la realización del ensayo se obtendrán diagramas carga/desplazamiento.

La disposición del ensayo se muestra en la figura 7. Si el sistema presenta bloques sin riostra sepodrá aplicar la carga de tracción en un solo carril.

Si existiese una placa soporte bajo la losa se colocarán dos sensores más con objeto de obtenerlos valores de desplazamiento relativos entre dicha placa y la losa de hormigón.

La carga longitudinal de tracción se aplicará mediante incrementos de carga de 2,5±0,3 kN/traviesaen 10 segundos, realizando entre cada uno de ellos un mantenimiento de 120 segundos, a uncupón de carril asentado sobre un bloque o bloques, que no pueden moverse. La fuerza y eldesplazamiento relativo entre carril y bloque deberá ser registrado durante todo el procesomediante un sistema similar al de la figura 8, midiéndose el valor de D1 y D2 en una gráfica carga-desplazamiento como la que se muestra en la figura 9.

La carga debe ser retirada cuando se observe deslizamiento del carril, dejando recuperar duranteaproximadamente 120 segundos. Esta carga se obtiene de la gráfica una vez medida D2.

A continuación, se repetirá tres veces el ensayo, dejando el sistema sin retocar o reajustar 10minutos entre ensayo y ensayo.

Se obtendrán así tres valores de D3 (se desprecian los datos del primero de los procesos) pordiferencia entre D1 y D2. En caso de que alguno de ellos sea menor de 0,5 mm, se adoptará dicholímite como mínimo. Calculados según el diagrama de la figura 9 los tres valores de F consiguien-tes, se efectúa su media aritmética.

Tal resultado debe cumplir lo establecido en el apartado 2.5.

6.7. VERIFICACIÓN DE RESISTENCIA ELÉCTRICA

El objeto de este ensayo es evaluar la resistencia eléctrica u óhmica entre los dos hilos de carril delsistema, simulando condiciones climatológicas extremas.

En el ensayo se reproducirán las condiciones de una fuerte y repentina lluvia sobre el conjunto dela losa y demás elementos a ensayar, que deberán estar completamente secos cuando se inicie laprueba. Para su ejecución se empleará una plataforma de riego colocada a 1 m sobre la superficiede la vía, equipada con una serie de inyectores que mantengan un caudal de 8 litros por minutodurante 2 minutos por sección de dos bloques (5 secciones), asegurando que incida sobre latotalidad de los mismos. El equipamiento y disposición para la ejecución del ensayo puede verseen la figura 10.

Las características del equipo de ensayo serán las siguientes:

- Boca de riego en ángulo de 100°-125°.

- Presión del agua: 1 daN/cm2.

- Temperatura del agua: 10°C-20°C.

- Diámetro de la boca: 3,6 mm2.

- Distancia entre bocas de riego: 400 mm.

El ensayo debe realizarse en un lugar bien ventilado pero al abrigo de las corrientes de aire, y auna temperatura comprendida entre 15°C y 30°C.




El sistema eléctrico propuesto para el registro de medidas durante el ensayo se muestra en lafigura 11, empleándose una corriente alterna de 50 Hz y un voltaje comprendido entre 20 V y 40 V.

Se medirá primeramente la resistencia en seco antes del regado entre los dos cupones de carril.Una vez comenzado el riego, se observará la evolución temporal de la resistencia tomandomedidas cada 30 segundos y hasta 10 minutos después de haber finalizado el mismo.

Puesto que en el ensayo se emplea agua, a la media de la resistencia mínima medida en losbloques Rγ se aplica un factor corrector λ en función de su conductividad. Para hallarlo sedetermina γagua y entrando en la gráfica de la figura 12 se obtiene λ, con lo que la resistencia mediarepresentativa del ensayo R330 será:

R330 = λ⋅ Rγ

El ensayo se repetirá tres veces, con un intervalo de 24 horas entre ellas, siendo la resistenciaeléctrica total la media aritmética de los tres resultados.

Se realizará un ensayo adicional en caso de producirse un fuerte dispersión en los 3 registrosanteriores.

Para la homologación del sistema los resultados deben cumplir lo establecido en el apartado 2.6.




7. DOCUMENTACIÓN Y NORMAS DE REFERENCIA

E.T. 03.324.005.2 Placas de caucho para asiento del carril.

E.T. 03.360.101.4 Carriles de acero no tratado.

E.T. 03.360.103.0 Tornillos y tirafondos de vía.

E.T. 03.360.561.9 Traviesas de hormigón armado.

E.T. 03.360.564.3 Clips elásticos para sujeción del carril.

E.T. 03.360.565.0 Piezas de plástico de la sujeción Vossloh tipo HM a la traviesamonobloque (excepto la placa guía de plástico).

E.T. 03.360.578.3 Placas acodadas ligeras de sujeción.

ERRI D170/RP 3 Dimensionamiento de los diversos elementos constitutivos de la vía.Normalización de las características y de los ensayos de homolo-gación.

- prEN 13146-1: 1998 Métodos de ensayo a sistemas de sujeción -Parte 1: Determinación dela resistencia longitudinal.

- prEN 13146-4: 1998 Métodos de ensayo a sistemas de sujeción -Parte 4: Determinación dela resistencia a la fatiga.

- prEN 13146-5: 1998 Métodos de ensayo a sistemas de sujeción -Parte 5: Determinación dela resistencia eléctrica.

- prEN 13481-5: 1999 Prescripciones para la homologación de sistemas de sujeción -Parte5: Sistemas de sujeción para vía sobre placa.

ANEJO 1

FIGURAS

sistemas de vÍa sobre base de hormigÓn y tacos prefabricados · mantenimiento especificaciÓn...

Documents