ES1130480U

ES1130480U - Suplemento para traviesa de ferrocarril

Info

Publication number: ES1130480U
Application number: ES201431332U
Authority: ES
Inventors: Luis Albajar Molera; Francisco SÁNCHEZ MARTÍNEZ; José Luis ZAMORA INFESTAS
Original assignee: Aftrav (asociacion De Fabricantes De Traviesas); AFTRAV ASOCIACION DE FABRICANTES DE TRAVIESAS
Current assignee: Aftrav (asociacion De Fabricantes De Traviesas); AFTRAV ASOCIACION DE FABRICANTES DE TRAVIESAS
Priority date: 2014-10-14
Filing date: 2014-10-14
Publication date: 2014-10-27
Anticipated expiration: 2024-10-14
Also published as: ES2863460T3; EP3009563B1; EP3009563A1; ES1130480Y

Abstract

1. Suplemento para traviesas de hormigón, aplicable sobre la superficie superior de una traviesa de ferrocarril para modificar la geometría de dicha traviesa (2), caracterizado porque comprende una superficie inferior y al menos una superficie exterior y porque el material del suplemento (1) posee un módulo de Young menor que el módulo de Young del hormigón de dicha traviesa. 2. Suplemento, según reivindicación 1, caracterizado porque el módulo de Young del suplemento es menor que 0,1 veces el módulo de Young del hormigón de la traviesa. 3. Suplemento, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la superficie inferior es complementaria a la geometría de la superficie superior (2') de la traviesa. 4. Suplemento, según reivindicación 1, caracterizado porque está unido de modo solidario a través de la superficie inferior mediante medios de unión a la traviesa (2). 5. Suplemento, según reivindicación 4, caracterizado porque los medios de unión son no estructurales evitando la unión estructural entre la traviesa y el suplemento. 6. Suplemento, según reivindicación 1, caracterizado porque comprende al menos una pieza central que se sitúa entre las fijaciones de una traviesa. 7. Suplemento, según reivindicación 1, caracterizado porque comprende al menos una pieza lateral que se sitúa entre la fijación de una traviesa y el extremo de dicha traviesa. 8. Suplemento, según reivindicación 1, caracterizado porque la superficie exterior es curva. 9. Suplemento, según reivindicación 1, caracterizado porque la superficie exterior presenta entrantes y salientes. 10. Suplemento, según reivindicaciones 6 y 7, caracterizado porque comprende tres piezas, una central (1a) y dos laterales (1b), siendo la pieza central (1a) de sección variable con una superficie inferior (1') complementaria a la geometría de la superficie superior (2') de la zona central (2a) de la traviesa (2), y las dos piezas laterales (1b) también de configuración variable, idéntica en ambas y distinta a la de la pieza central (1a), y cuyas superficies inferiores (1'') son complementarias a la geometría de la superficie superior (2'') de las zonas externas (2c) de la traviesa (2) sobre las que se fija adaptándose ajustadamente a ellas. 11. Suplemento, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque es asimétrico. 12. Suplemento, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la altura del mismo, eleva la altura del conjunto formado por la traviesa y el suplemento por encima de la cota de las fijaciones empleadas para fijar los raíles a la traviesa. 13. Conjunto de traviesa y suplemento, caracterizado porque comprende un suplemento según las reivindicaciones 1 a 12.

Description

SUPLEMENTO PARA TRAVIESA DE FERROCARRIL

DESCRIPCIÓN OBJETO DE LA INVENCIÓN

La presente invención, suplemento para traviesa de ferrocarril, se refiere a un elemento especialmente diseñado para proporcionar un medio práctico y económico de modificar la geometría de la superficie de traviesas estándar ya fabricadas, y preferiblemente instaladas, con la finalidad de poder modificar sus características, transformando, por ejemplo, una traviesa estándar o actual en una traviesa que minimiza el ruido o el vuelo de balasto.

El campo de aplicación de la presente invención se enmarca dentro del sector ferroviario, centrándose concretamente en el ámbito de la construcción, renovación de vías, y principalmente adaptación de vías, sin necesidad de sustitución de las traviesas estándar existentes en dichas vías, por las que circulan vehículos ferroviarios, en particular vehículos ferroviarios de alta velocidad.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Como es sabido, de los elementos que componen la vía, las traviesas realizan diferentes funciones en la vía en la que están colocadas, tales como la transmisión de esfuerzos generados durante el tránsito de los vehículos ferroviarios desde el carril hasta la superficie de apoyo de la traviesa, fijación de los carriles en su posición y mantener constante la distancia entre los carriles entre otros.

Asimismo, existen nuevas traviesas con diseños específicos para determinadas funciones concretas. Así, existen nuevas traviesas con formas específicas para minimizar el vuelo de balasto, pero que son soluciones monolíticas y que no resuelven, a no ser que se haga una renovación de la vía, el vuelo de balasto en vías que ya están en servicio puesto que requieren la sustitución completa de la traviesa estándar o actual, lo que conlleva la desinstalación de los tramos de vía ya instalados para su sustitución por las nuevas traviesas monolíticas con la geometría modificada.

Es conocida la solicitud de patente nº ES 2419554A1 referida a una “Traviesa aerodinámica de ferrocarril” que describe una nueva traviesa monolítica de geometría específica para minimizar el mencionado efecto del vuelo de balasto, la cual comprende una zona central, dos zonas de apoyo a cada lado de la zona central, sobre la que se asientan los raíles, y dos zonas externas, ubicadas en los extremos de la traviesa, a continuación de las zonas de apoyo, y cuya sección transversal comprende una primera sección inferior que

comprende un primer polígono de al menos 4 lados y una segunda sección superior que comprende al menos un segundo polígono de cuatro o más lados, existiendo una arista longitudinal que marca la transición entre dichas dos secciones cuya inclinación varía según se encuentre en las tres zonas diferenciadas de la traviesa.

La fabricación de una nueva traviesa supone no solo la fabricación de nuevos moldes con la consiguiente inversión económica agravada al tratarse de aplicaciones destinadas a alta velocidad con exigencias de alta precisión geométrica y perspectivas de muy poca utilización al estar gran parte de la red terminada, sino la realización de un diseño estructural, que implica un diseño de armaduras, fuerzas de pretensado, cálculos y ensayos mecánicos, tanto en laboratorio como en tramos de vía provisionales, destinado a conocer, si tanto geométrica, como estructuralmente la nueva traviesa monolítica con geometría modificada cumple con los requisitos mecánicos mínimos exigidos y que ya son cumplidos por las traviesas instaladas y en uso. Aparentemente, esta nueva traviesa monolítica con geometría modificada penaliza los esfuerzos en la sección central de la traviesa, principalmente en aquellos casos en los que la traviesa es polivalente.

El objetivo de la presente invención es por lo tanto resolver el problema de adaptar las traviesas ya instaladas en vías en servicio a traviesas con distintas geometrías en función de las necesidades requeridas, como por ejemplo reducir el ruido o reducir el vuelo del balasto, mediante el desarrollo de un suplemento o postizo diseñado al efecto. Dicho suplemento o postizo se sitúa sobre aquellas superficies libres de la traviesa, no modificando nunca la zona de montaje sobre la traviesa de las fijaciones de la vía, es decir, no es objeto de la presente invención ningún suplemento sobre la zona de la fijación.

Asimismo, una traviesa estándar que incorpore la solución objeto de la presente invención cumplirá la norma europea EN13230, referida a traviesas.

Esta solución abre la posibilidad de adaptar los modelos actuales de traviesas estándar ya instalados y sin ningún perfil o geometría concreta a traviesas con suplemento que permiten conseguir nuevos objetivos como la reducción del ruido o reducción del vuelo de balasto. Frente a las ya referidas soluciones de traviesas monolíticas se podrían seguir usando, gracias al suplemento objeto de la invención, las soluciones actuales de traviesas estándar que ya se encuentran estructuralmente optimizadas y probadas en cuanto a esfuerzos y momentos, así como a la eficacia del pretensado en la sección central. Es posible también la fabricación y suministro de traviesas actuales estándar con el suplemento incorporado desde la propia fábrica de la traviesa, donde se incorpora el suplemento una vez fabricada dicha traviesa. Conviene destacar de nuevo que el suplemento objeto de la

presente invención no se dispone en la zona de los apoyos de la vía sobre la traviesa donde se sitúan las fijaciones. Para la instalación del suplemento son requeridos pequeños esfuerzos para conseguir la unión que permite el pegado de dicho suplemento sobre la traviesa de una manera sencilla desde el punto de vista constructivo.

La ventaja se hace más evidente en el caso de traviesas polivalentes ya que las solicitaciones en la sección central son mayores que en las traviesas estándar, viéndose más afectadas por el cambio de geometría en caso de optar por una solución monolítica.

La solución objeto de la presente invención permite, además, proteger y alojar todo tipo de instrumentación necesaria en tramos de vía ya existente o sobre traviesas estándar, previamente a su instalación, sin modificar las características estructurales de las soluciones existentes.

Asimismo, la reducción del ruido en la vía sobre balasto, generalmente se hace a través de pantallas acústicas que absorben y evitan la trasmisión del ruido, pero en este caso, el empleo de un suplemento fabricado preferiblemente con materiales absorbentes contribuiría a la reducción de los niveles de ruido en el punto emisor.

Finalmente, hay que mencionar que son conocidos suplementos en las sujeciones o fijaciones de los carriles a las traviesas, pero no es el objeto de esta invención, la presente invención, como ya se ha mencionado, se centra en suplementos para modificar la geometría de las traviesas de hormigón que preferiblemente se encuentran ya instaladas. Los suplementos en las sujeciones no afectan en ningún caso a la geometría o a aspectos funcionales de las traviesas, estos se emplean en las sujeciones ya instaladas para cambios de ancho.

Como referencia al estado actual de la técnica, cabe mencionar que, al menos por parte del solicitante, se desconoce la existencia de ningún suplemento para traviesas de hormigón ya instaladas, o invención de aplicación similar, ni que presente unas características técnicas, estructurales y constitutivas semejantes a las que presenta el suplemento objeto de la presente invención.

EXPLICACIÓN DE LA INVENCIÓN

El suplemento para traviesas de ferrocarril que la presente invención tiene como finalidad permitir modificar la geometría de la superficie superior de las traviesas estándar de hormigón instaladas con diversas finalidades, por ejemplo, para convertirlas en:

una traviesa que minimiza el vuelo de balastro debido a su efecto aerodinámico,

para proporcionar protección de instrumentación de todo tipo y/o,

una traviesa para absorción de ruido, mediante un suplemento con la superficie maximizada y de un material poroso. En el primer caso, mejorar la aerodinámica de la traviesa, el suplemento tiene como

objetivo:

: Cambiar el campo aerodinámico cerca de la traviesa, minimizando el vuelo del

balasto existente, y

: Evitar que el balasto se sitúe sobre la traviesa, en este caso sobre el suplemento,

debido a la forma ligeramente curvada de la superficie superior del suplemento y

también debido a que aumenta la distancia entre la cota de superficie donde se

sitúa el balasto y la superficie superior de la traviesa puesto que sobre esta: se

sitúa el suplemento.

Por lo tanto, como se ha mencionado, el suplemento propuesto consiste en un elemento accesorio que comprende una o más piezas de sección variable, cuya base inferior está adaptada a la geometría de la parte superior de la traviesa a la que va destinada para poder fijarse a la misma mediante medios de fijación ya conocidos, pudiendo estos medios ser mecánicos o químicos, y preferentemente adhesivos. En cualquier caso, conviene destacar que en la fijación del suplemento sobre la traviesa no existe una unión estructural de ambos cuerpos para prevenir una modificación o variación del funcionamiento estructural de la traviesa.

La forma de su sección y el material a emplear para la fabricación del suplemento, dependerá del uso final al que se destine, aunque preferiblemente serán materiales con un módulo de Young inferior al del hormigón de la traviesa. Preferiblemente dicho módulo de Young del material del suplemento, será menor de 0,1 veces que el módulo de Young del hormigón (E material < 0,1 Ec (Hormigón)) con el fin de no modificar el comportamiento mecánico de la traviesa original.

Por su parte, dicha traviesa consiste, preferentemente aunque sin que ello suponga una limitación, en una traviesa estándar, es decir, del tipo que consiste en una pieza alargada que comprende una zona central, dos zonas de apoyo, a cada lado de la zona central, sobre las que se asientan las fijaciones de los raíles, y dos zonas externas, ubicadas en los extremos de la traviesa, a continuación de las zonas de apoyo, estando la superficie superior de la zona central y de las zonas de externas, preferiblemente determinadas por áreas planas contiguas con diferentes inclinaciones, mientras que las zonas de apoyo presentan surcos transversales para la sujeción de las fijaciones de los raíles.

La geometría de las traviesas estándar permite que el sistema de sujeción del

suplemento a la traviesa pueda hacerse mediante medios mecánicos, tales como tornillos, debido a que disponen de un pretensado con hueco central que permite su taladrado, o también mediante medios químicos, tales como adhesivos.

DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Para completar la descripción que se está realizando y con objeto de contribuir a la comprensión de las características de la invención, se incluye en la presente memoria descriptiva un juego de figuras, que con carácter ilustrativo y no limitativo representan lo siguiente:

La figura número 1 muestra una vista esquemática en alzado lateral de un ejemplo de traviesa de ferrocarril polivalente de ancho internacional a la que se ha incorporado el suplemento objeto de la invención, según un ejemplo de realización de la misma que consta de tres piezas, una central y dos laterales.

La figura número 2 muestra una vista en planta de la traviesa mostrada en la figura 1 con el suplemento de la invención incorporado sobre la misma.

Las figuras número 3 y 4 muestran sendas vistas, en alzado lateral y planta superior respectivamente, de otro ejemplo de traviesa de alta velocidad de ancho UIC otro ejemplo de suplemento, según la invención, incorporado sobre la misma.

Las figuras número 5 y 6 muestran sendas vistas, también en alzado lateral y planta superior respectivamente, de un tercer ejemplo de traviesa de tres carriles, con el suplemento de la invención incorporado sobre la misma, igualmente en un ejemplo de realización del mismo que comprende tres piezas, una central y dos laterales.

Las figuras 7a, 7b y 7c, muestran diferentes secciones alternativas en función de su utilidad del suplemento objeto de la presente invención.

REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN

A la vista de las mencionadas figuras, el suplemento (1) consiste en un elemento aplicable para fijarse de modo solidario a la parte superior de una traviesa estándar (2), con una superficies inferior y una superficie exterior, en particular una traviesa estándar (2) que comprende una zona central (2a), dos zonas de apoyo (2b), a cada lado de la zona central (2a), sobre las que se asientan los raíles, y dos zonas externas (2c), ubicadas en los extremos de la traviesa, a continuación de las zonas de apoyo (2b), comprendiendo dicho suplemento (1), al menos una pieza central (1a) de sección variable cuya superficie inferior (1’) es complementaria a la geometría de la superficie superior (2’) de la zona central (2a) de

la traviesa (2) sobre la que se fija adaptándose ajustadamente a ella. La superficie exterior del suplemento puede presentar diferentes geometrías, formas

o texturas en función de la aplicación del mismo. Asimismo, el espesor del suplemento puede ser constante o variable, dependiendo también de la aplicación.

Por ejemplo, el suplemento para mejorar la aerodinámica de la traviesas y minimizar el vuelo del balasto debe tener una superficie exterior curvada y lisa así como ser de un material elástico con un módulo de Young menor de 0.1 el módulo de Young del hormigón de la traviesa. Por otro lado, el suplemento para reducir el ruido debe tener textura porosa en su superficie y asimismo una forma o geometría de dicha superficie superior que maximice la superficie absorbente del ruido reforzado por el material poroso, estando por tanto dotada de entrantes y salientes. Por ejemplo, un material que se puede emplear es un hormigón con un módulo de Young menor que el módulo de Young del hormigón de la traviesa.

Las figuras 7a, 7b y 7c, muestran tres secciones alternativas para un suplemento según la presente invención, siendo las figuras 7a y 7b, secciones destinadas a absorber el ruido, con una superficies exterior maximizada con entrantes y salientes y de un material poroso, por ejemplo hormigón o un elastómero, con un módulo de Young menor que el del hormigón de la traviesa, y la figura 7c muestra una sección de un suplemento para mejorar la aerodinámica de la traviesa, en la que la superficie superior del suplemento es curva y lisa, y su módulo de Young es menor que 0,1 veces el módulo de Young del hormigón de la traviesa estándar a modificar.

Preferentemente, el suplemento (1) comprende tres piezas, aunque solo podría incluir una de ellas, una central (1a) y dos laterales (1b), siendo la pieza central (1a) de sección variable con una base inferior (1’) que es complementaria a la geometría de la superficie superior (2’) de la zona central (2a) de la traviesa (2) y las dos piezas laterales (1b) también de configuración variable pero idéntica en ambas y distinta a la de la pieza central (1a), y cuyas superficies inferiores (1’’) son complementarias a la geometría de la superficie superior (2’’) de las zonas externas (2c) de la traviesa (2) sobre las que se fija adaptándose ajustadamente a ellas.

Cada una de las piezas central (1a) y laterales (1b) que conforman el suplemento (1) se unen a la correspondiente superficie superior de la zona central (2a) o externas (2c) de la traviesa (2) mediante medios de unión no estructurales, es decir, que no impliquen la modificación de las características estructurales de la traviesa estándar, independizando estructuralmente ambos elementos, suplemento y traviesa. La unión puede ser bien de

forma mecánica o bien de forma química mediante colas u otros medios de adhesión. En concreto, en el caso de que el suplemento tenga un módulo de Young menor de

0.1 veces el módulo de Young del hormigón de la traviesa, la unión entre ambos puede ser rígida ya que las características mecánicas de la traviesa no se verán modificadas, mientras que si el suplemento es rígido la unión entre la traviesa y el suplemento debe ser flexible.

El suplemento objeto de la presente invención puede ser de cualquier material preferiblemente deformable frente al hormigón de la traviesa, tales como materiales plásticos con un módulo de Young menor que el módulo de Young del hormigón de la traviesa, con el fin de no alterar las tensiones del modelo original de traviesa estándar instalada y sin embargo admitir deformaciones tensionales en servicio superiores a las del hormigón, evitando por tanto la unión estructural entre ambos materiales. Asimismo, el material se escogerá en función del objetivo final del suplemento a instalar. Por ejemplo, si el objetivo del suplemento es reducir el ruido, el material será poroso, mientras que si el objetivo es reducir o eliminar el vuelo del balasto, el material preferido será preferiblemente compacto en su superficie.

Respecto a las dimensiones de los suplementos, las mismas dependerán de las aplicaciones aumentando las posibilidades de diseño al tratarse de un suplemento adicional a la traviesa estándar que no afecta al comportamiento estructural de la misma, de manera

que:

: Las longitudes del suplemento o suplementos dependerán de las longitudes de la

traviesa: así como de la longitud de los espacios existentes tanto entre las

fijaciones: de la traviesa como entre las fijaciones y los extremos de dicha

traviesa,

: La anchura del suplemento será la de la traviesa, y

: La altura del suplemento puede incluso estar por encima de la cota de las

fijaciones siendo su altura máxima el bajo del tren. El hecho de elevar la altura

del suplemento de: manera que la altura del conjunto “traviesasuplemento” se

sitúe por encima de la: cota de la fijación permite tanto aumentar la superficie

exterior del suplemento y por lo tanto la superficie de absorción en aquellos casos

destinados: a minimizar el ruido, así como disminuir la probabilidad de que el

balasto se sitúe sobre el suplemento en aquellos casos en los que se pretende

mejorar la aerodinámica de la traviesa.

Esta modificación de la altura de la traviesa no es posible realizarla en la traviesa

monolítica: con geometría modificada comentada anteriormente puesto que la

existencia de más hormigón en la parte central de la traviesa monolítica, para aumentar su altura, impediría que dicha traviesa cumpliese los requisitos exigidos por la norma además de requerir diseños y cálculos estructurales diferentes a los de una traviesa con altura por debajo de la cota de las fijaciones.

5 Las posibilidades en cuanto a diseño de los suplementos son muy variadas debido a que los mismos no tienen ninguna función estructural y no alteran en absoluto dichas funciones ya contrastadas de las traviesas estándar. De hecho, incluso los suplementos pueden ser asimétricos respecto al eje de simetría de la traviesa paralelo al trazado de la vía, y en función de la localización de la fuente de ruido y del trazado de la vía, por ejemplo

10 con mayor altura en un lado del suplemento que en el contrario con el fin de adaptar la traviesa estándar modificada a la fuente de ruido.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Suplemento para traviesas de hormigón, aplicable sobre la superficie superior de una traviesa de ferrocarril para modificar la geometría de dicha traviesa (2), caracterizado

5 porque comprende una superficie inferior y al menos una superficie exterior y porque el material del suplemento (1) posee un módulo de Young menor que el módulo de Young del hormigón de dicha traviesa.
2. Suplemento, según reivindicación 1, caracterizado porque el módulo de Young del 10 suplemento es menor que 0,1 veces el módulo de Young del hormigón de la traviesa.
3. Suplemento, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la superficie inferior es complementaria a la geometría de la superficie superior (2’) de la traviesa.

15 4. Suplemento, según reivindicación 1, caracterizado porque está unido de modo solidario a través de la superficie inferior mediante medios de unión a la traviesa (2).
5. Suplemento, según reivindicación 4, caracterizado porque los medios de unión son

no estructurales evitando la unión estructural entre la traviesa y el suplemento. 20
6. Suplemento, según reivindicación 1, caracterizado porque comprende al menos una pieza central que se sitúa entre las fijaciones de una traviesa.
7. Suplemento, según reivindicación 1, caracterizado porque comprende al menos una 25 pieza lateral que se sitúa entre la fijación de una traviesa y el extremo de dicha traviesa.
8. Suplemento, según reivindicación 1, caracterizado porque la superficie exterior es curva.

30 9. Suplemento, según reivindicación 1, caracterizado porque la superficie exterior presenta entrantes y salientes.
10. Suplemento, según reivindicaciones 6 y 7, caracterizado porque comprende tres piezas, una central (1a) y dos laterales (1b), siendo la pieza central (1a) de sección

35 variable con una superficie inferior (1’) complementaria a la geometría de la superficie superior (2’) de la zona central (2a) de la traviesa (2), y las dos piezas laterales (1b) también de configuración variable, idéntica en ambas y distinta a la de la pieza central

(1a), y cuyas superficies inferiores (1’’) son complementarias a la geometría de la superficie superior (2’’) de las zonas externas (2c) de la traviesa (2) sobre las que se fija adaptándose ajustadamente a ellas.

5 11. Suplemento, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque es asimétrico.
12. Suplemento, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la altura del mismo, eleva la altura del conjunto formado por la traviesa y el suplemento por encima de la cota de las fijaciones empleadas para fijar los raíles a la traviesa.
13. Conjunto de traviesa y suplemento, caracterizado porque comprende un suplemento según las reivindicaciones 1 a 12.