ES2205893T3 - Bascula para vagones de ferrocarril. - Google Patents
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Abstract
Puente báscula con carriles continuos sin interrupciones que en un tramo de pesada están apoyados sobre varias traviesas de pesada, caracterizado porque las traviesas de pesada (5) se corresponden en cuanto a su altura y anchura con las traviesas normales sustituidas en el tramo de pesada (1) y llevan cada una dos células de pesada (8) prefabricadas que soportan los dos carriles (2) y porque los sensores de fuerzas transversales (11) dispuestos en los extremos del tramo de pesada (1) son unos elementos de medida prefabricados, colocados, respectivamente, en un orificio transversal (12) del alma del carril (13).
Description
Báscula para vagones de ferrocarril.
La invención se refiere a un puente báscula con
carriles continuos sin interrupciones que en un tramo de pesada
están apoyados sobre varias traviesas de pesada.
Esta clase de puentes báscula sirven para pesar
vagones de ferrocarril mientras pasan por encima del tramo de
pesada. Para mantener una precisión de pesada especificada es
importante que los vagones no entren en oscilación mientras pasan
por encima del tramo de pesada, ya que esto falsearía el resultado
de la pesada. Por esto se necesita un tramo de vía largo y recto en
el que se dispone el tramo de pesada. En esta zona, el balasto de
la vía debe tener una elasticidad sensiblemente uniforme para no
provocar oscilaciones. Además, el tramo de carril no puede tener en
esta zona ningún empalme. La influencia del adelanto y retraso de
las ruedas es considerable y por principio deberá ser captado
también por el sistema de pesada. Las variaciones de rigidez del
balasto de la vía no deben dar lugar a que aumente el error de
calibrado.
En un puente báscula conocido de la especie
descrita inicialmente (patente US-A- 4.170.268),
las traviesas situadas en la zona del tramo de pesada están
realizadas como traviesas de pesada especiales. Se componen
esencialmente de vigas en doble T, sobre las que van pegadas unas
galgas extensométricas y que en sus extremos se apoyan sobre una
cimentación relativamente grande de hormigón armado. La deformación
por flexión de las vigas en doble T, captada por las galgas
extensométricas, suministra una medida de las fuerzas de peso que
actúan sobre los carriles a través de las ruedas del vagón.
Comoquiera que el tramo de carril es continuo sin
interrupciones, es necesario que se capten los componentes de fuerza
de peso transmitidos a través de las vías a las traviesas normales
contiguas al tramo de pesada, y que no intervienen en la medición,
pero que representan una derivación de fuerza para la pesada.
En muchos casos, esta clase de puentes báscula se
instalan a posteriori en un tramo de vía, manteniéndose los carriles
continuos. Para instalar las traviesas de pesada es preciso
desmontar parcialmente el balasto de la vía existente en la zona del
tramo de pesada, volviendo a completarlo una vez que se hayan
colocado las traviesas de pesada. Esto da lugar a que se produzca
una modificación de la rigidez del balasto de la vía en la zona del
tramo de pesada. Las mayores deformaciones de carril que se producen
en esta zona son por lo tanto causa de oscilaciones indeseables de
los vagones, que falsean el resultado de la medición.
Incluso si el puente báscula no se instala a
posteriori sino que se realiza a partir del establecimiento de la
vía férrea, la altura de construcción de las traviesas de medida
del puente báscula conocido, considerablemente mayor al de las
traviesas normales, condiciona una modificación de la rigidez del
balasto de la vía en la zona del tramo de pesada.
La aplicación de las galgas extensométricas
directamente sobre las vigas en doble T de las traviesas de medida
da lugar a una mayor propensión a las averías, en el puente de
báscula conocido, ya que es muy difícil proteger suficientemente
estas galgas extensométricas contra las influencias del entorno.
Además, el material de las vigas en doble T o de los carriles como
cuerpos de deformación resulta poco adecuado para un sensor que
sirva para la pesada. La necesidad de tener que proceder a aplicar
las galgas extensométricas en condiciones desfavorables en obra,
influye también en la precisión de pesada que puede
conseguirse.
Las vigas en doble T de las traviesas de pesada,
que en conjunto sirven como elementos de pesada, son unos elementos
de construcción relativamente grandes, cuya manipulación ofrece
dificultades en la fabricación. Su rigidez es relativamente
pequeña, ya que se solicitan según el principio de la viga de
flexión. Esto también puede dar lugar a una variación considerable
de la rigidez del tramo de vía en la zona del tramo de pesada, en
comparación con las zonas contiguas. El desacoplamiento de las
magnitudes interferentes tales como momentos de flexión y fuerzas
transversales no se puede realizar en las vigas en doble T, o sólo
de manera insuficiente. Las dimensiones de las vigas en doble T
dificultan considerablemente sus posibilidades de verificación.
Las operaciones que es necesario efectuar in
situ durante el montaje del puente báscula, en particular
también la aplicación de las galgas extensométricas, dan lugar a
que el montaje resulte muy complejo y largo, exigiendo por este
motivo que el tramo de vía quede bloqueado durante largo tiempo.
Cambiar posteriormente de emplazamiento el puente báscula sólo
puede hacerse con un gasto importante.
El objetivo de la invención es por lo tanto
realizar un puente báscula de la especie descrita inicialmente, de
tal manera que, estando sus componentes prefabricados en muy gran
medida, se pueda instalar de forma sencilla y con poco gasto en un
tramo de vía y, en particular, no se produzca ninguna variación de
rigidez en la zona del tramo de pesada que influya en el resultado
de la pesada.
Este objetivo se resuelve de acuerdo con la
invención porque las traviesas de pesada se corresponden en cuanto a
altura y anchura con las traviesas normales, a las que sustituyen
en el tramo de pesada, presentando cada una dos células de pesada
en las que se apoyan los dos carriles y porque unos sensores de
esfuerzos transversales dispuestos en los extremos del tramo de
pesada son elementos de medida prefabricados, colocados,
respectivamente, en un orificio transversal del alma de la vía.
La adaptación de las traviesas de pesada en
cuanto a altura y anchura a las traviesas normales supone que debido
a la sustitución de las traviesas no se produce ninguna alteración
del balasto de la vía natural debajo de las traviesas, y por lo
tanto tampoco ninguna modificación de la rigidez del balasto de la
vía debajo del tramo de pesada, en comparación con el balasto de la
vía contiguo. Esto es especialmente aplicable en el caso de la
instalación a posteriori del puente báscula en un tramo de vía
existente. Pero incluso si el puente báscula ya se prevé al
construir el tramo de vía, las dimensiones exteriores idénticas
entre las traviesas normales y las traviesas de pesada hacen que la
disposición y las dimensiones del balasto de la vía sean iguales en
la zona del tramo de pesada y en las zonas contiguas, de manera que
no hay ninguna variación de rigidez en la zona del tramo de
pesada.
Todos los elementos de medida empleados en el
proceso de pesada, en concreto las células de pesada en las
traviesas de pesada y los sensores de esfuerzos transversales
colocados en los orificios transversales de las almas de los
carriles, se pueden fabricar por los procedimientos de fabricación
usuales, que garantizan una elevada precisión de medida y se pueden
verificar antes de su instalación. Con independencia del acabado y
de la calidad de fabricación del conjunto de traviesas de pesada se
emplean para la pesada unas traviesas de pesada que están
optimizadas para esta aplicación y, en particular, que están exentas
de influencias molestas de momentos de flexión y de influencias de
esfuerzos transversales.
Todos los componentes del puente báscula se
pueden desmontar de forma sencilla y sin que sufran daños, para
volver a emplearlos en otro lugar. De esta manera resulta posible
cambiar de emplazamiento el puente báscula con un gasto
relativamente reducido.
De acuerdo con una forma de realización preferida
de la invención está previsto que cada traviesa de pesada tenga una
carcasa de traviesa en cuyo fondo de la carcasa se apoyen las
células de pesada, que sobresalen a través de unos orificios en la
cara superior de las traviesas y soportan los carriles. De esta
manera se obtiene una disposición bastante protegida de las células
de pesada, pudiendo adaptarse en gran medida los contornos
exteriores y las dimensiones de las traviesas de pesada a las
traviesas normales.
En particular resulta ventajoso que las carcasas
de traviesa presenten un contorno exterior correspondiente al de
las traviesas normales sustituidas en el tramo de pesada, al menos
en el fondo de la carcasa y en las paredes laterales contiguas de la
carcasa.
A continuación se describe con mayor detalle un
ejemplo de realización de la invención, que está representado en el
dibujo. En éste pueden verse:
Figura 1 en sección longitudinal, un tramo de vía
en el que está realizado un tramo de pesada;
Figura 2 una sección ampliada a lo largo de la
línea II-II.
El tramo de vía representado en la figura 1, en
el que está realizado un tramo de pesada 1, lleva carriles
continuos sin interrupciones 2. Mientras que en las zonas contiguas
al tramo de pesada 1 los carriles 2 descansan de forma convencional
sobre traviesas normales 3 colocadas sobre un balasto de la vía de
grava 4, en el tramo de pesada 1 los carriles 2 se apoyan sobre dos
o más traviesas de pesada 5. Cada traviesa de pesada 5 tiene, en el
ejemplo de realización representado, una carcasa de traviesa 6 de
chapa de acero, en cuyo fondo 7 se apoyan respectivamente dos
células de pesada 8. Las células de pesada 8 sobresalen a través de
orificios 9 en la cara superior de la traviesa y soportan los
carriles 2.
Las células de pesada 8 están diseñadas de tal
manera que son insensibles a los momentos de flexión y a las fuerzas
transversales. Por su disposición, las células de pesada 8 se
corresponden con células de pesada convencionales, calibrables. Se
calibran en fábrica durante su fabricación.
Las traviesas de pesada 5 están adaptadas en
cuanto a su altura y anchura a las traviesas normales 3 contiguas a
las sustituidas en el tramo de pesada 1. Por lo menos en el fondo
de la carcasa 7 y en las paredes laterales contiguas de la carcasa
10 tienen un contorno exterior que se corresponde con el contorno
exterior de las traviesas normales 3 a las que sustituyen o a las
contiguas.
Al instalar a posteriori un puente báscula
en un tramo de vía no se produce ninguna alteración del balasto de
la vía natural 4, sobre cuya rasante 4a descansan tanto las
traviesas normales 3 como las traviesas de pesada 5 colocadas en
lugar de aquéllas. El balasto de la vía 4 conserva por lo tanto
inalterada su rigidez.
Al ser iguales los contornos exteriores de las
traviesas 3 y de las traviesas de medida 5, éstas se pueden
sustituir también de forma sencilla. Las traviesas normales 3 se
sacan lateralmente en la zona prevista del tramo de pesada 1 y se
sustituyen metiendo dentro las traviesas de pesada 5, fijando a
continuación los carriles 2 con materiales de fijación
convencionales sobre las células de pesada 8 que también se han
introducido lateralmente. El ajuste lateral de las células de pesada
8, de acuerdo con el ancho de vía de los carriles 2 o la separación
entre carriles se puede realizar de esta manera de forma sencilla,
así como el ajuste de las células de pesada 8, exactamente debajo
del carril 2. Esto es importante cuando sea necesario sustituir
eventualmente una célula de pesada 8 o también, para adaptar
carcasas de traviesa 6 prefabricadas, de igual longitud, a
diferentes anchos de vía.
Para determinar la derivación de fuerza en
carriles continuos 2 sin interrupciones se instalan en los dos
extremos del tramo de pesada 1 sendos sensores de fuerzas
transversales 11. Los sensores de fuerzas transversales 11, también
prefabricados y calibrados en el taller junto con las células de
pesada 8, se colocan con un ajuste no positivo en unos orificios
transversales 12 del alma 13 del carril 2. Para colocar los
sensores de fuerzas transversales 11, por lo tanto, solamente es
necesario efectuar los orificios transversales 12 en los carriles
2. La preparación de los sensores de fuerzas transversales 11 en el
taller permite realizarlos de tal manera que cumplan todos los
requisitos exigidos de un elemento de medida que se vaya a utilizar
en el campo, tales como estanqueidad, independencia de la
temperatura y facilidad de montaje.
Colocando sucesivamente un número cualquiera de
traviesas de pesada 5 se pueden pesar bogies y también vagones
completos. Al conseguirse de esta manera un tramo de medida mayor
se reduce el error de pesada; los errores debidos a los
desplazamientos de peso de un eje al otro quedan totalmente
excluidos.
Claims (3)
1. Puente báscula con carriles continuos sin
interrupciones que en un tramo de pesada están apoyados sobre
varias traviesas de pesada, caracterizado porque las
traviesas de pesada (5) se corresponden en cuanto a su altura y
anchura con las traviesas normales sustituidas en el tramo de pesada
(1) y llevan cada una dos células de pesada (8) prefabricadas que
soportan los dos carriles (2) y porque los sensores de fuerzas
transversales (11) dispuestos en los extremos del tramo de pesada
(1) son unos elementos de medida prefabricados, colocados,
respectivamente, en un orificio transversal (12) del alma del carril
(13).
2. Puente báscula según la reivindicación 1,
caracterizado porque cada traviesa de pesada (5) lleva una
carcasa de traviesa (6) sobre cuyo fondo (7) se apoyan las células
de pesada (8), que sobresalen a través de unos orificios (9) en la
cara superior de las traviesas y soportan los carriles (2), y que se
pueden alinear y ajustar lateralmente a lo largo del fondo de la
carcasa (7).
3. Puente báscula según la reivindicación 2,
caracterizado porque las carcasas de traviesa (6) presentan
un contorno exterior correspondiente a las traviesas normales (3)
sustituidas en el tramo de pesada (1), al menos en el fondo de la
carcasa (7) y en las paredes laterales contiguas de la carcasa (10),
estando realizada la carcasa de la traviesa (6) en toda su longitud
con una sección hueca en forma de U.
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