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ESPECIFICACIONES TÉCNICAS

ADMINISTRADOR DE INFRAESTRUCTURAS FERROVIARIAS

ET 03.360.580.9

SISTEMAS DE VÍA SOBRE BASE DE HORMIGÓN Y TACOS PREFABRICADOS 1ª EDICIÓN: Diciembre de 2000 Organismo Redactor: Renfe. Mantenimiento de Infraestructura. Dirección Técnica

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ESPECIFICACIÓN TÉCNICA

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MODIFICACIONES Y ANULACIONES

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ÍNDICE DE CONTENIDOS

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PÁGINA

1. CAMPO DE APLICACIÓN .............................................................................................................. 1.1. 1.2. 1.3. 1.4.

5

Objeto...................................................................................................................................... Definiciones ............................................................................................................................ Clasificación ........................................................................................................................... Designación ............................................................................................................................

5 5 5 5

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

6

2.0. 2.1. 2.2. 2.3.

Generalidades......................................................................................................................... Características geométricas .................................................................................................. Aspecto .................................................................................................................................. Marcas .................................................................................................................................... 2.3.1. Marcas de fabricación .................................................................................................. 2.3.2. Marcas de identificación .............................................................................................. 2.4. Características mecánicas ..................................................................................................... 2.4.1. Resistencia bajo carga vertical .................................................................................... 2.4.2. Resistencia bajo carga estática y a fatiga bajo carga inclinada ................................. 2.4.3. Caracterización de elementos elásticos ...................................................................... 2.5. Resistencia al deslizamiento longitudinal ............................................................................. 2.6. Resistencia eléctrica ..............................................................................................................

6 6 6 6 6 6 7 7 8 8 8 8

3. FABRICACIÓN ...............................................................................................................................

8

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

8

4.1. 4.2. 4.3. 4.4. 4.5.

Solicitud de homologación .................................................................................................... Requisitos del solicitante ....................................................................................................... Muestras para ensayos de homologación............................................................................. Ensayos de homologación ..................................................................................................... Facturación de los ensayos ...................................................................................................

8 9 9 9 9

5. ENSAYOS .......................................................................................................................................

9

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

10

6.1. 6.2. 6.3. 6.4.

Verificación geométrica, aspecto y marcas........................................................................... Condiciones previas a los ensayos mecánicos: asentamiento ............................................ Verificación de resistencia bajo carga vertical...................................................................... Verificación de resistencia bajo carga estática y a fatiga bajo carga inclinada................... 6.4.1. Parámetros de ensayo: determinación de la carga..................................................... 6.4.2. Instrumentación ............................................................................................................ 6.4.3. Ejecución del ensayo.................................................................................................... 6.5. Caracterización de los elementos elásticos del sistema ...................................................... 6.6. Verificación de resistencia al deslizamiento longitudinal..................................................... 6.7. Verificación de resistencia eléctrica ......................................................................................

10 10 11 12 12 13 14 15 15 16

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

18

ANEJO 1. Figuras

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1. CAMPO DE APLICACIÓN 1.1. OBJETO La presente Especificación Técnica tiene por objeto definir las características que debe cumplir cualquier sistema de vía sobre base de hormigón y tacos prefabricados, así como regular las condiciones de homologación de los mismos. 1.2. DEFINICIONES Se denomina vía sobre base de hormigón y tacos prefabricados a la estructura de vía donde la banqueta de balasto se ha sustituido por una losa de hormigón y los elementos destinados a proporcionar apoyo al carril y a mantener la estabilidad de la vía son bloques prefabricados que en mayor 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 bajo carril 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 elastómeros -o similares- bajo éstas proporciona una elasticidad complementaria a la aportada por la placa 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 y ensamblajes entre las losas y en el anclaje de las mismas a la base de hormigón, garantizando su inmovilidad. Dichas cuestiones deben quedar perfectamente definidas en la documentación a presentar 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 características esenciales que permiten su clasificación conforme al anterior apartado 1.3, seguido de la nomenclatura comercial y la referencia a la presente Especificación Técnica. Ejemplo: -

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

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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 previamente homologados por RENFE conforme a la citada documentación técnica. Si de algún elemento no existiese especificación o norma, sus características deberán ajustarse a las indicadas por el suministrador una vez hayan sido validadas por la Jefatura de Vía de la Dirección Técnica de la U.N. de Mantenimiento de Infraestructura de RENFE. Teniendo en cuenta las generalidades mencionadas, el conjunto formado por la losa y demás elementos 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 al diseño, planos, tolerancias y condiciones generales establecidas por cada fabricante y aceptadas por 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 muestren acabados, sin defectos superficiales, faltas de material, fisuras, deformaciones en el hormigón o cualquier 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 Especificaciones Técnicas. 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 forma indeleble todas aquellas marcas que prescriban las correspondientes Especificaciones Técnicas de homologación y/o suministro.

2.3.2.

MARCAS DE IDENTIFICACIÓN El sistema se identificará mediante una inscripción en los bloques o traviesas, en bajo relieve 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 a continuación se exponen, en el orden que aparecen y mediante las abreviaturas señaladas.

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Vía sobre base de hormigón y tacos prefabricados

Riostra

Ancho de vía

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Perfil carril

UIC 54/UIC 60 I (internacional), P (polivalente), RN (Renfe)

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

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

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

2.4. CARACTERÍSTICAS MECÁNICAS Se incluyen en este apartado ensayos cuyo objetivo es garantizar el comportamiento elástico del sistema soporte. Éste se compone, según se ha definido en el apartado 1.2, de una o varias capas elásticas 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 sistema soporte antes de fatiga.

-

Ensayo de fatiga donde se observará la evolución de la deflexión horizontal y vertical en el tiempo.

-

Ensayo de resistencia bajo carga vertical de donde se obtendrán valores de rigidez estática después de fatiga.

2.4.1. RESISTENCIA BAJO CARGA VERTICAL El ensayo se realizará bajo las condiciones definidas en el apartado 6.3, siendo necesario que la rigidez estática del sistema soporte, medida en kN/mm, y la flecha máxima obtenida en la sección central de la losa, medida en mm, verifiquen los valores siguientes: VELOCIDAD

RIGIDEZ ESTÁTICA

FLECHA MÁXIMA

V (km/h)

KESS (KN/mm)

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 carga aplicada en kN (calculada según se indica en el apartado 6.3) y la flecha máxima:

KESS =

Q2 fmáx

(kN/mm)

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Si un sistema cumpliera los requisitos exigidos para su empleo a una velocidad determinada se consideraría apto para velocidades inferiores, pero no al revés. No obstante deberán ser estudiadas 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 valores exigibles a cualquier sistema de vía sin balasto y tacos prefabricados una variación máxima en los registros de deflexión vertical en condiciones dinámicas de carga máxima, al inicio y a la 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 del sistema 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 de los desplazamientos producidos por aplicación de una carga longitudinal de tracción sea igual o superior 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 eléctrica entre 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. de Mantenimiento de Infraestructura de RENFE. A tal efecto la solicitud de homologación deberá ir acompañada 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 de la U.N. de Mantenimiento de Infraestructura de RENFE, indicando claramente el producto conforme a 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.

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-

Normativa de referencia para su fabricación y montaje.

-

Procedimiento detallado de montaje, describiendo peculiaridades y recursos específicos para su correcta ejecución.

4.2. REQUISITOS DEL SOLICITANTE Sólo podrán solicitar homologación aquellos suministradores o empresas que verifiquen las exigencias contempladas en la norma de la serie ISO 9000, acreditando el correspondiente certificado como empresa registrada. 4.3. MUESTRAS PARA ENSAYOS DE HOMOLOGACIÓN Para la homologación de cada sistema de vía hormigonada, deberá enviarse al Centro que previamente haya sido designado por la Jefatura de Vía de la Dirección Técnica de la U.N. de Mantenimiento de Infraestructura de RENFE una losa con las características que se indican en los apartados 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 el apartado 5. Todos los resultados de los ensayos y verificaciones deberán estar de acuerdo con lo establecido en el apartado 2. Además, cada uno de los componentes del sistema deberá poseer certificación que acredite el cumplimiento 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 se ejecutará bajo las acciones reales de tráfico en condiciones de explotación. A tal efecto se construiría un tramo de ensayo de 500 m de longitud, siguiendo las pautas fijadas en el apartado 3 para la construcción y el montaje de los elementos y componentes del sistema. La ubicación y condiciones 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 resultados obtenidos. 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.

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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 sistema

- 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

Apdo. 6.3 Apdo. 6.5

(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 acuerdo con 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 los ensayos, 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 éstas verificar 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 de carga empleado en el ensayo de fatiga y la correcta adaptación de la placa base en la bancada de ensayo. El asentamiento se efectúa realizando un ensayo dinámico, aplicando cargas inclinadas según una onda sinusoidal de amplitud el valor de la carga máxima Q1 calculada para el ensayo de resistencia bajo carga estática y a fatiga con carga inclinada (apartado 6.4.1) para 300.000 ciclos. La frecuencia de ensayo y el ángulo que determina la inclinación de la carga se obtienen a partir de la Tabla III (apartado 6.4.1).

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Para evitar el despegue ocasional del útil de aplicación de la carga respecto a los carriles cuando el valor 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 dos carriles de la losa en su sección central, mediante actuadores hidráulicos servocontrolados tal y como puede verse en la figura 1, según una onda triangular comprendida entre 0 y Q2 kN, con una velocidad de carga/descarga de 30 kN/min. El valor de la carga máxima Q2 en cada carril se determina a partir de la siguiente fórmula:

Q2 =

1 × CD × Q eje 2

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:

Q2(kN) 30 (kN/min)

T(min)= 2 ×

La losa de ensayo se instrumentará con 10 sensores para la obtención de desplazamientos verticales relativos de la losa de hormigón respecto a su base de apoyo y entre los carriles y la losa de hormigón. La relación de sensores se recoge en la Tabla II, y su ubicación será la que se indica en la figura 2. Asimismo en la figura 3 se recoge, señalada con un punto, la ubicación de sensores verticales en la sección central. Tabla II Nº

UBICACIÓN SENSOR

DIRECCIÓN DE 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

8

Cabeza carril 1 en bloque 4

Vertical

Entre carril derecho y losa de hormigón

9

Cabeza carril 1 en bloque 2

Vertical

Entre carril derecho y losa de hormigón

10

Cabeza carril 1 en bloque 1

Vertical

Entre carril derecho y losa de hormigón

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Si las particularidades del sistema objeto de ensayo implicaran la existencia de una placa soporte bajo la losa de hormigón, de características y dimensiones definidas por el fabricante, se colocarán cuatro sensores más, dos para medir el desplazamiento relativo de ésta respecto al carril, y dos para medir su desplazamiento relativo respecto a la losa de hormigón. Su disposición se recoge en la figura 2 referenciándose como S11, S12, S13 y S14. Se obtendrán valores de desplazamientos máximos, finales y residuales que se registrarán después de un período de recuperación de 120 s. Los resultados obtenidos una vez realizado el ensayo deberán cumplir lo establecido en el apartado 2.4.1. 6.4. VERIFICACIÓN DE RESISTENCIA BAJO CARGA ESTÁTICA Y A FATIGA BAJO CARGA INCLINADA Este ensayo consiste en la aplicación de una carga controlada, con componentes horizontal y vertical, mediante un dispositivo como el que se muestra en la figura 4, en secuencias estática y cíclica (3⋅106 ciclos) alternativas sobre los carriles en su sección central, midiendo los desplazamientos asociados a los diferentes componentes del sistema. El número de 3⋅106 ciclos se interpreta 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 caso particular, ajustada a situaciones reales mediante un coeficiente de mayoración dinámica y un factor de distribución de cargas, de manera que:

Q 1 = Qeje × K DIN × K DIS 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 la vertical comprendido entre 22° y 31°. En la Tabla III se definen de manera esquemática los parámetros de ensayo en función de la velocidad propuesta para la homologación. Tabla III VARIABLE

PARÁMETROS

VELOCIDAD (km/h)

α

KDIN

KDIS

V ≤ 160

28°-31°

1,5-1,6

0,35-0,40

160< V ≤ 200

25°-28°

1,6-1,7

0,40-0,45

V > 200

22°-25°

1,7-1,8

0,45-0,50

Frecuencia (Hz) 3–5 6-8

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

Qvertical =

Q1 2

Qhorizontal = Qvertical × tgα

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6.4.2. INSTRUMENTACIÓN El valor de los desplazamientos se obtendrá por medio de 10 sensores dispuestos en tres secciones 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 de hormigón.

-

Desplazamientos verticales y horizontales del patín del carril respecto a la losa de hormigón.

La relación de sensores se recoge en la Tabla IV, y su ubicación en las figuras 3 y 5. Tabla IV Nº

UBICACIÓN SENSOR

DIRECCIÓN DE MEDIDA

TIPO DE MEDIDA

1

Losa hormigón sección central zona carril 2

Vertical

Entre losa de hormigón y base de apoyo

2

Losa hormigón sección central zona carril 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

4

Cabeza carril 1 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 de hormigón

6

Patín interior carril 1 en bloque 3

Vertical

Entre lado interior de patín y losa de hormigón

7

Cabeza carril 1 en bloque 5

Vertical

Entre cabeza de carril 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 de hormigón

10

Cabeza carril 1 en bloque 1

Vertical

Entre cabeza de carril y losa de hormigón

En caso de que por razones de diseño exista una placa soporte entre la losa de hormigón y la base de apoyo, se colocarán cuatro sensores más destinados a medir los desplazamientos relativos verticales entre la losa y este elemento. Su disposición se recoge en la figura 5, referenciándose como S11, S12, S13 y S14, de tal manera que la dirección de medida de los sensores 1, 2, 13 y 14 será entre la losa de hormigón y la placa intermedia, y la de los sensores 11 y 12 entre ésta y la base de apoyo. Las deformaciones en el sistema se medirán con galgas extensométricas, instaladas de manera 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 metálica ligera, localizada en la bancada de ensayo, sin contacto físico con el bloque para prevenir la transmisión de vibraciones a la estructura.

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El desplazamiento que sufra la estructura soporte deberá ser inferior al error de precisión de medida de los sensores (± 0,01 mm), con el fin de confirmar que la posible vibración de la estructura causada por el movimiento de la placa durante el ensayo es despreciable. El valor de este desplazamiento puede obtenerse mediante dos sistemas diferentes (ver Tabla V): 1. Verificando la lectura de un comparador analógico instalado en la estructura con el ensayo a plena carga. 2. Mediante acelerómetros, integrando desplazamientos sobre el registro de aceleraciones para las frecuencias principales medidas. En este caso, la caracterización de la respuesta dinámicas del sistema se realizará mediante 3 acelerómetros, aplicados a las secciones citadas (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 se ejecutará como sigue. En primer lugar y con el objeto de obtener una caracterización bajo cargas estáticas inclinadas valorando el efecto de la fatiga mecánica, se llevará a cabo un ciclo de carga cuasiestático, insertando al inicio y al final de cada serie de 106 ciclos de fatiga un ciclo de carga estática según una onda triangular de amplitud el valor de la carga máxima Q1 y una velocidad de aplicación de 30 kN/min. A continuación se aplicará la carga vertical en los ciclos dinámicos, según una onda sinusoidal 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 carril siendo, 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 quiera homologar el sistema (a mayor velocidad de circulación, mayor frecuencia) y de las características del equipo, limitándose (como se ha indicado) entre 3 y 8 Hz, valor máximo a partir del cual se podrían producir calentamientos por rozamiento en los elementos plásticos que integran el sistema. La evolución del comportamiento mecánico en condiciones dinámicas se obtendrá mediante un registro de máximos y mínimos relativos a fuerza y desplazamiento, cada 105 ciclos de aplicación dinámica, sobre intervalos de 100 ciclos, reduciendo la frecuencia de ensayo a 2 Hz, constituyendo un total de 30 registros.

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Cada vez que se complete un millón de ciclos se repetirá el proceso, iniciándose con la rampa estática durante la cual se efectuará un registro de desplazamiento en todos los sensores instalados y de la fuerza aplicada constituyendo un total de 4 registros. El ensayo finalizará 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 millón de ciclos de ensayo.

Una vez finalizado el ensayo, los resultados de deflexión horizontal y vertical deben cumplir lo 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 carga vertical como el definido en el apartado 6.3, a fin de obtener información sobre el envejecimiento manifestado 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 cumplirse los 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 los desplazamientos 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 un bloque por medio de una sujeción sin que ocurra desplazamiento no elástico del carril. El carril utilizado 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 producir un deslizamiento del carril sobre la vía de 5 mm/min.

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Para este ensayo se instrumentará la losa con cuatro sensores, de forma que se puedan registrar los 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 se podrá 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 obtener los 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/traviesa en 10 segundos, realizando entre cada uno de ellos un mantenimiento de 120 segundos, a un cupón de carril asentado sobre un bloque o bloques, que no pueden moverse. La fuerza y el desplazamiento relativo entre carril y bloque deberá ser registrado durante todo el proceso mediante un sistema similar al de la figura 8, midiéndose el valor de D1 y D2 en una gráfica cargadesplazamiento como la que se muestra en la figura 9. La carga debe ser retirada cuando se observe deslizamiento del carril, dejando recuperar durante aproximadamente 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 10 minutos entre ensayo y ensayo. Se obtendrán así tres valores de D3 (se desprecian los datos del primero de los procesos) por diferencia entre D1 y D2. En caso de que alguno de ellos sea menor de 0,5 mm, se adoptará dicho límite como mínimo. Calculados según el diagrama de la figura 9 los tres valores de F consiguientes, 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 del sistema, simulando condiciones climatológicas extremas. En el ensayo se reproducirán las condiciones de una fuerte y repentina lluvia sobre el conjunto de la losa y demás elementos a ensayar, que deberán estar completamente secos cuando se inicie la prueba. Para su ejecución se empleará una plataforma de riego colocada a 1 m sobre la superficie de la vía, equipada con una serie de inyectores que mantengan un caudal de 8 litros por minuto durante 2 minutos por sección de dos bloques (5 secciones), asegurando que incida sobre la totalidad de los mismos. El equipamiento y disposición para la ejecución del ensayo puede verse en 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 a una temperatura comprendida entre 15°C y 30°C.

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El sistema eléctrico propuesto para el registro de medidas durante el ensayo se muestra en la figura 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 tomando medidas 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 los bloques Rγ se aplica un factor corrector λ en función de su conductividad. Para hallarlo se determina γagua y entrando en la gráfica de la figura 12 se obtiene λ, con lo que la resistencia media representativa del ensayo R330 será: R330 = λ⋅ Rγ El ensayo se repetirá tres veces, con un intervalo de 24 horas entre ellas, siendo la resistencia eléctrica total la media aritmética de los tres resultados. Se realizará un ensayo adicional en caso de producirse un fuerte dispersión en los 3 registros anteriores. Para la homologación del sistema los resultados deben cumplir lo establecido en el apartado 2.6.

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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 traviesa monobloque (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 homologación.

- prEN 13146-1: 1998

Métodos de ensayo a sistemas de sujeción -Parte 1: Determinación de la resistencia longitudinal.

- prEN 13146-4: 1998

Métodos de ensayo a sistemas de sujeción -Parte 4: Determinación de la resistencia a la fatiga.

- prEN 13146-5: 1998

Métodos de ensayo a sistemas de sujeción -Parte 5: Determinación de la resistencia eléctrica.

- prEN 13481-5: 1999

Prescripciones para la homologación de sistemas de sujeción -Parte 5: Sistemas de sujeción para vía sobre placa.

ANEJO 1 FIGURAS