Contenido Manual de vía. Infraestructura, superestructura, conservación, rentabilidad

Como obra de referencia para la via ferroviaria. el manual de via describe de forma ilustrativa y comprimida las relaciones que existen entre los diferentes componentes de la via, asi como las solicitaciones a las que estos estan sometidos.
Frente a la primera edicion española, la segunda edicion contiene algunas aplicaciones sobre los temas siguentes

- La conicidad equivalente

- La interacion del vehiculo con los errores en la posicion de la via

- La durabilidad de las traviesas de madera

- El desguarnecido del balastro y las caracteristicas del balastro

Ademas se han añadido algunas aplicaciones mas pequeñas en los diferentes capitulos
Los conocimientos y la valiosa experiencia que el autor ha adquirido durante mas de 20 años de investigaciones sobre el comportamiento de la via y los metodos optimos de su conservacion,ofrecen al ingeniero ferroviario de hoy y del futuro
una ayuda practica y un libro de consulta en su trabajo diario.

ÍNDICE

GENERALIDADES

LA ESTRUCTURA DE LA VÍA

- Las características de la instalación
 
 - Curvas y rectas
 - El peralte
 - La inclinación de montaje de los carriles y el ancho de la vía nominal
 - Los sobreanchos
 - Las curvas de transición
 - Las rampas de peralte
 - Rampas de peralte
 - Rampas y cambios de pendiente
 - Sección de plataformas en terraplenes
 - Anchos de plataforma
 - Velocidades críticas para la superestructura pesada
 - Las velocidades máximas de diversos ferrocarriles

- Los esfuerzos estáticos en la via
 
 - Los esfuerzos verticales
 - Los esfuerzos longitudinales en los carriles
 - Los esfuerzos transversales

- Los esfuerzos dinámicos en la via

 - Los desplazamientos de la carga de la rueda
 - La excitación de vibraciones
 - Las vibraciones naturales de los vehiculos y de la vía

- Las resistencias en la vía

 - La capacidad portante
 - El coeficiente de balastro C y la rigidez vertical
 - Las resistencias longitudinales
 - La resistencia lateral
 - La transferencia del esfuerzo desde la rueda hasta la plataforma

- El cálculo de la via

 - El dimensionamiento de los carriles
 - Cálculo de la fuerza de apoyo puntual
 - El calculo de las sujeciones de carriles
 - Los valores límite para la solicitación del balastro
 
- El cálculo moderno de la via,tomando en consideración los efectos dinámicos

- El apoyo estable del emparrillado de vía

 - Zona de respiración de la curva
 - El criterio de Prud ´homme
 - La temperatura del carril frente a la temperatura de apriete
 - El cálculo de la estabilidad horizontal en rectas
 - El cálculo de la estabilidad horizontal en curvas
 - El cálculo de la estabilidad vertical
 - La estabilidad longitudinal de una via
 - Las vibraciones naturales en puentes
 - Las capas deslizantes en terraplenes
 - La problemática medioambiental de instalaciones ferroviarias
 - La frecuencia natural
 - La propagación de las vibraciones
 - Caracteristicas medioambientales de las lineas de ferrocarril
 - Medidas para la reducción de las repercusiones medioambientales

- Conclusiones para la conservación de la superestructura

- Medidas de conservación

LOS CARRILES

- Especificaciones para los carriles

- La fabricación de carriles

- Los tipos de carriles

 - Carriles naturalmente duros
 - Carriles templados
 - Carriles fuertemente aleados
 - Carriles bainiticos

- La composición química de los aceros de carriles

 - Dureza Brineli
 - Dureza Vickers
 - Dureza Rockwell

- El diagrama de esfuerzo-deformación

- La identificación de los carriles

- Los perfiles de carril

 - Los perfiles de carril asimétricos en radios pequeños
 - Reperfilado del carril para mejorar el comportamiento de marcha de vehiculos ferroviarios

- Las longitudes de los carriles

- La emisión de ruido de los carriles

- Solicitación de los carriles

- Las solicitación de los carriles

 - Las solicitaciones causadas por las fuerzas de guiado
 - Las solicitaciones por fuerzas dinámicas
 - Las fuerzas longitudinales debidas a fluctuaciones térmicas
 - Las fuerzas longitudinales debidas a esfuerzos de aceleración y frenado
 - Las tensiones en el carril
 - La flexión de la cabeza del carril
 - Las solicitaciones debidas a máquinas de conservación

- Los tratamientos para carriles

 - El aumento de la dureza de los carriles
 - Tratamiento de la superficie de los carriles

- El cálculo de los carriles

- Durabilidad de los carriles

- Comportamiento de desgaste del acero de rueda y carril

 - La tasa mágica de desgaste
 - El desgaste lateral de los carriles
 - El desgaste vertical de los carriles

- El soldado de carriles

 - La soldadura aluminotérmica
 - La soldadura a tope por resistencia eléctrica
 - Las roturas de carriles en soldaduras

- La colocación,el soldado y el apriete de los carriles
 
 - La temperatura neutral
 - Vías soldadas continuas
 - Incremento de temperatura causado por el freno reostático
 
- Los defectos en los carriles

 - La fatiga y el desgaste debidos al contacto de rodadura
 - Head Checks
 - Belgrospis
 - Squats
 - Los daños en el canto de rodadura en tramos de via única
 - Las huellas de presión
 - Zonas de patinaje
 - Desgaste ondulatorio de onda corta
 - Desgaste ondulatorio
 - Los defectos de laminado
 - El origen de las fisuras y su propagación
 - La medición del desgaste del carril

- El tratamiento de los carriles en la via

 - El tratamiento de las juntas bajass
 - El tratamiento de desgastes ondulatorios

LAS SUJECIONES DE CARRILES

- Norma CEN para sujeciones de carriles

- Las funciones de las sujeciones de los carriles

- Los esfuerzos

 - Los esfuerzos verticales
 - Los esfuerzos horizontales  ( transversales a la via )
 - Los esfuerzos longitudinales en la vía

- Las diferencias entre sujeciones rígidas y elásticas

- Las placas de asiento

- La forma constructiva de las sujeciones de carriles

 - Las sujeciones de carriles para traviesas de madera
 - Las sujeciones de carriles para traviesas de acero
 - Las sujeciones de carriles para traviesas de hormigón
 - Las bridas de carriles

- Ensayos con las uniones de carriles

- Inspección de las sujeciones mediante dresina de medición GRMS

LAS TRAVIESAS

- Comparativa entre traviesas de madera y de hormigón

- Las funciones de las traviesas

- Las traviesas de madera
 
 - El tratamiento de las traviesas de madera
 - Los daños en traviesas de madera
 - La conservación de traviesas de madera en la vía
 - Experiencias prácticas con traviesas de madera en EE.UU
 - Maderas blandas y duras

- Las traviesas de acero

- Las traviesas de hormigón armado
 
 - Ensayos de homologación y requisitos para traviesas de hormigón
 - Experiencias prácticas con traviesas de hormigón
 - Las traviesas bibloque
 - Las traviesas monobloque
 - Tipos especiales de traviesas de hormigón

- El cálculo de las traviesas

 - La carga proyectada por rueda
 - El cálculo de traviesas transversales
 - El cálculo de largueros
 - El cálculo de traviesas-losa
 - Distribución de la carga de la rueda
 - La flexión de las traviesas

- Las resistencias ante desplazamientos longitudinales y transversales

 - La resistencia lateral
 - La resistencia contra el desplazamiento longitudinal

EL BALASTO Y EL LECHO DE BALASTO

- Requisitos exigidos al lecho de balasto

 - El perfil del lecho de balasto
 - Los materiales de lecho de balasto
 - Los materiales del lecho de balasto
 - Los ensayos con el balasto para vías
 - Las condiciones técnicas de suministro de balasto para vías
 - La contaminación del balasto

- Las propiedades físicas del balasto

- El desguarnecido del balasto

 - El desguarnecido de los flancos de la banqueta
 - El desguarnecido completo del lecho de balasto
 - El rendimiento de las máquinas desguarnecedoras
 - El lavado del balasto

- El dimensionado del lecho de balasto

 - La altura óptima del balasto - la distribución de cargas sobre las traviesas
 - Las necesidades de balasto para diferentes perfiles de banqueta
 
- La recuparación del lecho de balasto
 
 - La recuperación de la posición de la vía mediante máquinas
 - La metodología del trabajo tras un desguarnecido del lecho de balasto
 
- El encolado del balasto

LA PLATAFORMA

- Generalidades sobre la capacidad portante de la vía

 - Medición de la capacidad portante de la platafoma
 - La compactación de la plataforma - la densidad Proctor
 
- El drenaje de la plataforma

- El refuerzo de la plataforma

 - El refuerzo de la plataforma mediante pavimentaciones o placas
 - La transformación química del suelo
 - Aumento de la altura de la capa de balasto
 - Laminas de PVC
 - La colocación de capas protectoras
 - La colocación de geotextiles

EL SUBSUELO

- Los tipos de suelo y sus parámetros

 - Los coeficientes de los suelos
 - Parámetros característicos de la capacidad portante

 - Las propiedades de los suelos

  - Humedad y densidad en estado seco
  - Plasticidad  ( limite de Atteberg - limite de extensión plástica )
  - Comportamiento a la tensión y dilatación de los suelos
  - La capacidad portante de los suelos

 - Daños en la plataforma

 - Causas de los daños en la plataforma

 - Consecuencias de los daños en la plataforma

 - El suelo ideal y el suelo malo

 - El esfuerzo soportado por el subsuelo y el comportamiento de asentamiento

  - Módulo del lecho de sistemas multiestratificados- teoría según Odemark
  - Evolución de la tensión en el sistema multiestratifiacado en el eje de carga
 
 - Deformaciones del subsuelo y de la plataforma

 - Solicitación de la plataforma

 - Requisitos geométricos exigidos a la plataforma

 - Análisis del suelo

  - Método sísmico
  - Sondeo con barra ranurada y toma de muestras
  - Máquina para reconocimientos de la banqueta y la plataforma (UUM)
  - Valoración de las alturas de flechas longitudinales registradas con vehículos de medición
  - Mediciones de la rigidez
  - Prueba de penetración de una lanza-sonda de presión ( Cone Penetratión Test )
  - Sondeos por percusión
  - Ranuras de sondeo

 - Mejora y compactación del suelo

  - Compactación por presión vibratoria
  - Procedimiento de relleno por vibración
  - Elementos de soporte semejantes a pilotes
 
 - La transformación química del suelo

  - Mejora del suelo con cal
  - Estabilización del suelo con cemento
  - El refuerzo del suelo según Joosten
 
 - El drenaje del suelo

  - El agua en el suelo
  - La influencia del agua sobre el suelo
  - Instalaciones de desagüe,drenaje

 - La sensibilidad del subsuelo a las heladas
 
  - Criterio de heladas según Casagrande
  - Protección contra levantamiento por heladas

 LOS TIPOS DE VÍAS

 - La vía sobre balastro
 
  - Planteamiento para la descripción de la calidad de la via
  - Propiedades de la calidad de la vía
  - Las características de la via sobre balastro
  - Trayectoria de la presión bajo la traviesa en la plataforma
  - El comportamiento ante la deformación de la vía sobre balasto
  - La velocidad crítica  de vibración y el comportamiento dinámico del asentamiento
  - La capacidad portante del lecho de balasto
  - La resistencia lateral de la vía sobre balasto
  - La velocidad crítica de la superestructura
  - Las causas para la formación de materiales finos
  - La distribución de los materiales finos en el lecho de balasto

 - La búsqueda de la superestructura óptima
 
  - El modelo de JR central
  - El modelo de la Universidad de Delft
  - El modelo de la Universidad Técnica de Graz ( TU Graz )
  - Modelos de vía dinámicos
 
 - La confección de vías con la máxima calidad inicial
 
 - Las vías sobre balastro con traviesas transversales

 - La superestructura de balasto para líneas de alta velocidad

  - Requisitos exigidos a una superestructura de balasto para lineas de alta velocidad
  - La evolución de  la superestructura de balasto
 
LA VIA EN PLACA

 - Las exigencias a la vía en placa

  - Plataforma libre de asentamientos
  - La precisión en el acabado y la dureza de las capas portantes superiores
  - La precisión en el acabado y la resistencia de las capas portantes inferiores de material suelto

 - La vía en placa em túneles

 - La vía en placa sobre terraplenes

 - Comparación superestructura de balasto/via en placa

  - Las ventajas de la vía en placa
  - Las desventajas de la vía en placa

 - La rentabilidad y los costes de la via en placa
 
 - Los tipos constructivos de la vía en placa

   - Tipos con traviesas empotradas
   - Los tipos constructivos de apoyo libre
   - Los tipos monolíticos con apoyos sin traviesas
   - Los tipos prefabricados con apoyo sin traviesas
   - El apoyo continuo con carriles fundidos en bloque
   - El apoyo continuo con carriles embedidos

 - Comparación entre las alturas constructivas de los diversos tipos de vía en placa

 - Comparación técnica y económica de diferentes tipos de vía en placa

 INTERACIÓN ENTRE LAS RUEDA Y EL CARRIL

 - Dinámica de circulación

  - Esfuerzos de arranque
  - La resistencia al arranque Wa
  - La resistencia al rampas Ws
  - La resistencia en curvas Wk
  - La resistencia al avance de los vehiculos Wt
  - La resistencia aeridinámica
  - Resistencia al avance de los trenes según Strahl Wv
  - Resistencia a la aceleración Wa
  - Conicidad equivalente
 
 - El contacto entre la rueda y el carril
 
  - La presión superficial según Hertz
  - La mecánica de contacto
 
 - La influencia de la geometria del contacto rueda/carril

 - Deficiencias en el vehiculo

 - Fuerzas aplicadas a la via por cargas dinámicas de las ruedas
 
   - Interacción del vehiculo con los errores de posición de la vía
   - Fuerzas dinámicas del vehiculo en errores individuales
   - Impacto vertical durante el paso de un tren por traviesas mal apoyadas
   - Frecuencia natural eje-vía
 
 - Ruido de los vehiculos ferroviarios
 
   - Origen de los ruidos
   - Efecto de la rugosidad del carril
   - Efecto de la rugosidad de las ruedas

 - La valoración y medición de las reacciones del vehiculo

   - Procedimiento SR de los ferrocarriles alemanes
   - Sistema VRA de NS
 
 - Los requerimientos de la via al vehiculo

  - El vehiculo óptimo
  
   - La posición de la vía - descripción matemática como base para el diseño de los vehiculos
   - Sintesis de una vía ferroviaria clasificada a partir de espectros de densidad de las irregularidades
   - Análisis de las reacciones de los vehiculos a partir de vias ferroviarias clasificadas
   - Posibilidades de optimización de los trenes de rodadura

  - Trenes pendulares

   - Trenes pendulares con control activo
   - Trenes pendulares con control pasivo
  
  - Control de los vehiculos

LOS CAMBIOS DE VÍA

 - Las funciones de los desvios,traviesas y travesias de unión

 - Los tipos principales de desviós,travesias y travesias de unión

  - Los desvíos ordinarios
  - Los desvios dobles
  - Las travesias y las traviesas de unión
  - Los desvíos en curva
  - Los desvíos en forma de clotoide

 - La denominación de los cambios

  - La aguja
  - Dispositivos de rodillos para agujas
  - La optimización del canto de rodadura
  - La contraaguja
  - El corazón del cambio
  - Las patas de liebre
  - El contracarril
  - Enclavamientos de cambios
  - El accionamiento hidráulico de los cambios
  - Los calentadores de agujas
  - Ancho de la entrecalle,ancho de guiado y distancia entre cantos guia de los contracarriles
  - Sistemas de diagnóstico de cambios

 - El cambio amortiguado con traviesas largas divididas
 
 - Las caracteristicas geométricas y constructivas de los cambios

 - La representación esquemática de cambios de vía

 - Los asentamientos en cambio de vía

 - La conservación de cambios de vía

   - La inspección de los cambios
   - Trabajos previos

 - Juntas de dilatación

EL SISTEMA DE CATENARIAS

 - Tipos de alimentación eléctrica de los ferrocarriles
 
 - Sistemas de corriente continua
 
 - Sistemas de corriente alterna

 - La catenaria

 - Distancias aéreas

 - Tipos de catenarias

 - Instalación de las catenarias

 - Retorno de la corriente de tracción

 - Tensiones de contacto admisibles

 - Interacción entre el pantógrafo y la catenaria

TÉRMINOS BÁSICOS DE LA TECNOLOGIA DE MANDO Y SEGURIDAD EN LOS FERROCARRILES

 - Sección de cantón

 - Circuitos con corriente

   - Carriles de aislamiento
   - Juntas de aislamiento
 
 - Cuentaejes

 - Control puntual de trenes PZB
 
 - Conducción asistida de trenes sistema LZB

 - Sistema europeo de gestión de la circulación de trenes ERTMS

 - Conmutador de seguridad Sifa

 - Localización de cajas calientes

LA CONSERVACIÓN DE LA SUPERESTRUCTURA

 - Ciclos típicos de conservación
 
 - Valores orientativos para la conservación y valores limite de peligrosidad

   - Valores orientativos para la conservación y valores limite de peligrosidad para la posición de la via
   - Valores orientativos de conservación para los defectos de la superficie de los carriles
   - Valores orientativos del perfil transversal de la cabeza de carril

 - Tolerancias de recepción

 - Inspecciones de la calidad de la vía
  
  - Evolución de la calidad de la vía
  - Curva de frecuencia acumuladas de los defectos de la vía

 - Elección de la duración óptima de los cortes de vía
 
 - Rectificación de la geometria de vía
 
  - Medición de la geometria de vía
  - La vía topografiada - medición y cálculo de los valores de corrección de la vía

- Rectificación de la geometria de vía

 - Medición de los carriles
 - Rectificación de los errores del carril

- Tratamiento del balasto
 
 - Medición del perfil del lecho de balasto
 - Desguarnecido del lecho de balasto
 - El control de la vegetación
 - Técnica de fresado al vacío
 - Sistemas de distribución y transporte de balasto
 - Máquinas distribuidoras y reguladoras de balasto
 - Sistemas BDS

- Mejora del subsuelo
 
 - Medición de las condiciones del subsuelo
 - Colocación de capas protectoras de la plataforma
 - Métodos para la mejora del subsuelo
 
- Via nueva y renovación del emparrillado de la vía

 - Resumen histórico
 - Tren de renovación de vía
 - Instalación de tracción y transporte de carriles
 
- Colocación y transporte de cambios

 - Cambios premontados
 - Vagón de transporte de cambios de la serie WTW
 - Máquina de renovación de cambios de la  serie WM
 - Renovación de cambios con grúas
 - Renovación de cambios con UWG

- Grúa de construcción de vías

- Consevación de la catenaria

 - Desmontaje de la cadena de cateneria
 - Montaje de nuevas catenarias
 - Montaje de la linea de refuerzo y la linea de retorno

- Conservación de la catenaria

 - Desmontaje de la cadena de catenaria
 - Montaje de nuevas catenarias
 - Montaje de la linea de refuerzo y la línea de retorno
 
- Costes de ciclo de vida ( LCC ) en compañias ferroviarias

- Estudio comporativo de la UIC acerca de los LCC de las compañias ferroviarias

- Factores que contribuyen a aumentar costes

- Posibilidades para ahorrar costes

- Diferencial de costes LCC

 - Método de valor actual neto (VAN) y tasa interna de retorno (TIR)
 - Kilometro normalizado
 - Composición de los costes anuales
 - Resultados de la diferenciación del cálculo de costes de los LCC
 
- Costes de conservación de vías

- Consecuencias de la mecanización en la rentabilidad de la conservación de superestructuras

- Precios de trayectos

- Bibliografia