ES2339469T3 - Cuña para la construccion de vias de ferrocarril y metodo de construccion de vias de ferrocarril. - Google Patents

Abstract

Una cuña de construcción de utilidad en la construcción de vías de ferrocarril empleando el método de construcción de arriba-abajo de vías de ferrocarril, cuya cuña comprende una placa (10) que tiene una primera y segunda caras principales (1a, 1b; 10a, 10b) y al menos un agujero de anclaje (11), formado en una (10a) de la primera y segunda caras principales (10a, 10b) que se encuentra en la posición más superior cuando en la práctica se utiliza la cuña, para recibir un elemento de anclaje (71), caracterizada porque el agujero de anclaje (11) está provisto internamente de un alma anular (12) de material deformable, siendo el diámetro del alma anular (12) más pequeño que el del elemento de anclaje (71), de manera que, tras entrar en el agujero de anclaje (11), el elemento de anclaje (71) distorsiona el alma (12) y con ello queda retenido.

Description

Cuña para la construcción de vías de ferrocarril y método de construcción de vías de ferrocarril.

La presente invención se refiere a cuñas de construcción de vías de ferrocarril de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1 y a un método de construcción de vías de ferrocarril de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 17.

Un método común de construcción de vías de ferrocarril sin balasto (losa) es el así llamado método de "arriba-abajo" ("top-down"). La vía se construye por encima de una base de hormigón que generalmente ha sido preparada por contratistas de ingeniería civil con una tolerancia relativamente aproximada. El trabajo de los contratistas de vías consiste en instalar los carriles por encima de esta base con las características correctas de calibración, inclinación del carril, oblicuidad de la vía y alineación vertical y horizontal. En el método de arriba-abajo, las placas de base de fijación de los carriles se fijan a lo largo de la vía con la separación correcta y se sujetan en los carriles empleando el sistema de sujeción de carriles. Los carriles se unen entonces a plantillas a intervalos y las plantillas se ajustan de manera que los carriles queden en las posiciones requeridas. Los sistemas de anclaje que se utilizarán para mantener las placas de base por debajo con respecto a la base de la vía quedan suspendidos de las placas de base. El hormigón que formará la base de la vía se vierte entonces por debajo de las placas de base y se deja fraguar. Por último, se retiran las plantillas y se aprietan los anclajes.

En EP 1 310 594 A1 y EP 1 310 596 A1 se describe un método de construcción de una vía de ferrocarril sobre una losa de hormigón en donde los carriles, montados previamente sobre sus placas de asiento, quedan suspendidos por encima de la posición en donde ha de verterse una losa de hormigón. La posición de los carriles se ajusta entonces para mover la placa de fondo de las placas de asiento temporal, dispuesta por debajo de la base de cada placa de asiento, exactamente hasta la posición en la cual deben descansar las placas de asiento. Se vierte entonces la losa de hormigón hasta la altura de las placas de asiento temporal. Se elevan los carriles, tras lo cual se retiran las placas de asiento temporal. Los carriles son situados entonces sobre la losa, con las placas de asiento fijadas en los correspondientes elementos de anclaje.

Sin embargo, pueden surgir diversos problemas cuando se utilizan estos métodos.

En primer lugar, es indeseable que las placas de base se acoplen directamente con hormigón en la losa de base, debido a que ello hace que el posterior ajuste de las posiciones vertical y lateral de las placas de base (para lo cual se toma la debida precaución en su diseño) resulte más difícil como consecuencia de que las placas de base han de desprenderse primero del hormigón de base. En segundo lugar, el hormigón puede salpicar sobre las placas de base o, si se vierte una cantidad demasiado grande, el hormigón puede sobresalir por los laterales. La contaminación con hormigón es a veces tratada envolviendo cada placa de base en una lámina de polietileno antes de verter el hormigón y retirándola posteriormente, pero en el caso de que se sitúen sobre la parte superior de una superficie plana, las placas de base pueden acabar introducidas en una cavidad de hormigón de la cual la humedad no puede escapar fácilmente.

Para solucionar estos problemas, generalmente se emplean dos técnicas. En la primera de ellas, se sitúa una cuña de instalación temporal por debajo de cada placa de base antes de verter el hormigón, la cual está diseñada de manera que el hormigón no se adhiere fácilmente a la misma. Una vez fraguado el hormigón, se elevan todas las placas de base y se retiran las cuñas temporales antes de que la placa de base se fije de nuevo hacia abajo. Una alternativa consiste en el uso de una cuña de construcción de material plástico por debajo de cada placa de base, la cual permanece en su sitio como parte de la estructura de la vía después de la construcción. La cuña es generalmente más grande, según una vista en planta, que la placa de base y sirve la doble función de permitir posteriores ajustes y reducir las posibilidades de que las placas de base resulten contaminadas con hormigón. En el caso de que la cuña sea relativamente gruesa, se puede reducir la precisión con la cual es necesario verter el hormigón. En cualquier caso, los pernos de anclaje, que deben estar en su sitio cuando se vierte el hormigón, pasan a través de agujeros situados en posiciones adecuadas en la cuña.

Sin embargo, pueden surgir otros eventos en el método de construcción de arriba-abajo en donde se utiliza o bien una cuña temporal o bien una cuña de construcción permanente.

Dichos eventos surgen, primeramente, cuando el hormigón se vierte por debajo de la cuña y el aire o agua que se encuentra dentro de la mezcla de hormigón tiende a exudar a medida que éste fragua y puede llegar a quedar atrapado por debajo de la cuña, de modo que cuando fragua el hormigón pueden existir vacíos o espacios de separación por debajo de la cuña. En caso extremo, estos vacíos pueden ocupar una proporción grande del área superficial y dar lugar, en la práctica, a un soporte inadecuado de la placa de base. Para reducir el grado de este problema se han desarrollado técnicas de selección de mezclas de hormigón, modelos de vibración y métodos de construcción que reduzcan la aparición de vacíos, pero estas técnicas requieren un conocimiento y un control cuidadoso por parte del experto, de manera que sigue existiendo el problema.

En segundo lugar, cuando se utiliza o bien el método de cuñas temporales o bien el método de cuñas de construcción permanentes, es necesario mantener la cuña contra el lado inferior de la placa de base durante el vertido del hormigón. Los métodos para realizar esto en el pasado han incluido la operación de adherir las cuñas a las placas de base con cinta o pegamento o, alternativamente, el uso de características previstas en el mecanismo de anclaje para apretar la cuña contra el lado inferior de la placa. En este último caso, el anclaje ha de ser introducido desde la parte inferior de la placa de base y cuña, y debe proporcionarse cierta parte del anclaje o una proyección desde el mismo, que sea de una dimensión físicamente más grande que el agujero existente en la cuña, de modo que las mismas se puedan apretar de forma conjunta. La cuña no deberá experimentar desplazamientos.

Finalmente, durante la construcción es necesario fijar los pernos de anclaje perpendicularmente al plano del fondo de la placa de base. Esto sucede particularmente en el caso de placas de base diseñadas para funcionar con un movimiento relativo entre la placa de apoyo del carril y el perno de anclaje. En este caso, si todos los pernos no se fijan perpendicularmente, la placa de base no puede flexionar como es necesario bajo las condiciones del tráfico.

De acuerdo con un primer aspecto de la invención se proporciona una cuña de construcción para utilizarse en la construcción de vías de ferrocarril empleando el método de construcción arriba-debajo de vías de ferrocarril, cuya cuña comprende una placa que tiene una primera y una segunda caras principales y al menos un agujero de anclaje, formado en una de la primera y segunda caras principales que ha de encontrarse en la parte más superior cuando en la práctica se utiliza la cuña, para recibir un elemento de anclaje, en donde el agujero de anclaje está provisto internamente de un alma anular de material deformable, siendo el diámetro del alma anular más pequeño que el del elemento de anclaje, de manera que tras entrar en el agujero de anclaje, el elemento de anclaje distorsiona el alma y con ello queda
retenido.

Preferentemente, el alma anular se forma en posición adyacente a una de la primera y segunda caras principales que ha de encontrarse en la parte más superior cuando en la práctica se utiliza la cuña. Convenientemente, el alma anular, y más deseablemente también la propia placa, están formadas de material plástico.

Con preferencia, la cuña tiene un grosor igual a o mayor de 10 mm y el alma anular se forma de modo que conifique a un diámetro mínimo de 3 mm por debajo de la cara más superior.

Convenientemente, existen al menos dos de tales agujeros de anclaje, cada uno de los cuales tiene dicho alma anular, y el agujero de anclaje es un agujero pasante que se extiende entre la primera y segunda caras principales.

Deseablemente, existe al menos un agujero de ventilación que se extiende dentro de la primera y segunda superficies principales, estando el agujero abierto en ambos de sus extremos y estando formado para que pueda extraer el agua por acción capilar, y una de la primera y segunda superficies principales, que se encuentra en la posición más baja cuando se utiliza la cuña en la práctica, tiene formado sobre la misma al menos un canal, con el cual comunica dicho agujero de ventilación, para dirigir aire y/o agua hacia dicho agujero de ventilación.

Se ha comprobado que cuando se vierte hormigón por debajo de una cuña que tiene dicho agujero de ventilación y es vibrado, como ocurre en la práctica normal, el canal o cada uno de los canales recoge aire y agua que han exudado de la mezcla y los dirige hacia el agujero o cada uno de los agujeros de ventilación, en donde el aire es ventilado y el agua es extraída por acción capilar hacia la superficie más superior de la cuña, en cuyo punto puede escapar. Ensayos realizados han demostrado que este método puede reducir de manera importante el tamaño de los vacíos individuales y la cantidad total de vacíos en comparación con una cuña de superficie plana convencional sin necesidad de utilizar técnicas o mezclas especiales.

Preferentemente, existen al menos dos de tales canales que interceptan entre sí en al menos un punto de intersección y el agujero de ventilación está situado en al menos uno de los puntos de intersección. Más preferentemente, existe una pluralidad de tales canales que se intersectan entre sí en al menos un punto de intersección (preferentemente varios) y existe una pluralidad de agujeros de ventilación situados respectivamente en al menos algunos de los puntos de intersección.

Convenientemente, el canal o cada uno de los canales es lineal y los canales están formados de manera que intersecten entre sí perpendicularmente. Con preferencia, el canal o cada uno de los canales se extiende de un lado a otro de la cuña desde un borde a otro de la misma y tiene una sección transversal semicircular.

Una cuña de acuerdo con la presente invención se proporciona con al menos un agujero de anclaje para un elemento de anclaje, preferentemente dos o más, en posiciones correspondientes a los de la placa de base. Cada uno de los agujeros es más grande que el correspondiente elemento de anclaje, pero está provisto de un alma anular interna delgada con un agujero de diámetro más pequeño que el elemento de anclaje. La banda distorsiona a medida que el elemento de anclaje es empujado a través de la misma y queda bloqueada en el elemento de anclaje, manteniendo el elemento de anclaje en posición con respecto a la cuña. Cuando la cuña es extraída contra el lado inferior de la placa de base, la cuña queda retenida en su posición por debajo de la placa de base. Si una disposición de arandela estriada empleada con el elemento de anclaje se sitúa en su posición, también se ha comprobado que la disposición retiene el elemento de anclaje fijamente en su posición y perpendicularmente al plano del fondo de la placa de base, como es requerido. Esto se aplica incluso cuando la propia placa de base está inclinada para producir la oblicuidad de la vía. La cuña puede ser deslizada por debajo de la placa de base y, cuando se emplean los espárragos de anclaje, estos pueden introducirse desde la parte superior, reduciendo la altura en la cual es necesario fijar las placas de base por encima del hormigón de base cuando se introducen los espárragos, en comparación con aquellas disposiciones en donde los espárragos han de ser alimentados desde la parte inferior.

Los almas se sitúan preferentemente en el borde superior de los agujeros de anclaje. Esto significa que cuando se vierte el hormigón este llenará el pequeño espacio de separación entre el elemento de anclaje y el agujero de diámetro más grande a través del cual pasa. Esto es preferible para situar los almas cerca de la superficie de fondo, lo cual dejaría un pequeño espacio de separación alrededor del elemento de anclaje que posteriormente podría llenarse con agua infiltrada desde la parte superior.

De acuerdo con un segundo aspecto de la presente invención, se proporciona un método de construcción de arriba-abajo de vías de ferrocarril que utiliza una cuña de construcción por debajo de una placa de base de la vía de ferrocarril que ha de formar parte de la vía de ferrocarril, en cuyo método, una vez que la cuña se ha puesto en contacto con el lado inferior de placa de base, la cuña se mantiene contra el lado inferior de la placa de base mientras se vierte hormigón por debajo de la cuña, en donde la cuña es una cuña de acuerdo con el primer aspecto de la presente invención y se mantiene contra el lado inferior de la placa de base mediante un elemento de anclaje introducido en el agujero de anclaje de la cuña, y en un correspondiente agujero de la placa de base, quedando retenida una primera parte del elemento de anclaje dentro del agujero de anclaje de la cuña por dicho alma anular y quedando retenida una segunda parte del elemento de anclaje, que se extiende a través del agujero de anclaje de la placa de base, por un medio de sujeción del elemento de anclaje.

Con preferencia, el elemento de anclaje se introduce en la cuña a través del extremo del agujero de anclaje de la cuña que se encuentra en la posición más superior cuando se está utilizando la cuña.

Se hará referencia ahora, a título de ejemplo, a los dibujos adjuntos, en donde:

Las figuras 1 y 2 muestran vistas en perspectiva desde la parte inferior y parte superior de una cuña que no está de acuerdo con la presente invención, pero que es de utilidad para poder entender ciertas características opcionales.

La figura 3 muestra una vista en perspectiva de una vía de ferrocarril en donde se ha utilizado una cuña de acuerdo con el primer aspecto de la presente invención.

La figura 4 muestra una vista lateral agrandada, parcialmente en sección transversal de la figura 3.

Las figuras 5 y 6 muestran vistas en sección transversal y en perspectiva respectivamente de la parte marcada con un círculo X en la figura 4 (en la cual se ha omitido el espárrago de anclaje para mayor claridad).

Las figuras 1 y 2 muestran una cuña rectangular 1, que tiene una superficie superior 1a y una superficie inferior 1b, provista de una rejilla rectangular de canales intersectantes 2 sobre su superficie inferior 1b. La separación sugerida entre los canales 2 está comprendida entre 20 mm y 50 mm. En una cuña con un grosor de alrededor de 10 mm, la sección sugerida para los canales 2 es una sección semi-redonda de 6 mm de diámetro y, de este modo, de 3 mm de profundidad. En la intersección de cada par de canales perpendiculares 2, está previsto un agujero de ventilación 3 que se desplaza desde la superficie inferior 1b a la superficie superior 1a de la cuña 1. De este modo, existe una pluralidad de agujeros de ventilación, cada uno de ellos capaz de ventilar aire y extraer agua por acción capilar, estando limitado el tamaño y número de los agujeros de ventilación únicamente por la necesidad de soportar adecuadamente la placa de base con la cual ha de utilizarse la cuña. Con el fin de extraer agua hacia la superficie más superior de la cuña por acción capilar, el diámetro de cada agujero de ventilación viene determinado por el grosor de la cuña. Para una cuña de 10 mm de grosor, el diámetro de los agujeros de ventilación es con preferencia de 3 mm aproximadamente. Para una cuña de 4 mm de grosor, el diámetro de los agujeros de ventilación es con preferencia de 7,5 mm aproximadamente.

Se describirá ahora una cuña 10 de acuerdo con el primer aspecto de la presente invención con referencia a las figuras 3 a 6, en donde el número de referencia 20 representa una placa de base de vía de ferrocarril, 30 representa un carril de la vía, 40 representa una sujeción del carril de la vía, 50 representa soportes elásticos del carril, 60 representa una losa de hormigón y 70 representa un conjunto de anclaje. El conjunto de anclaje 70 se introduce desde arriba y se mantiene en su posición por el medio de la cuña 10, la cual se mantiene también contra el fondo de la placa de base 20. La cuña 10 es también preferentemente una cuña que tiene uno o más canales 2 y agujeros de ventilación 3 en su lado inferior como se ha descrito con referencia a las figuras 1 y 2, pero los canales y los agujeros de ventilación no se ilustran en las figuras 3 a 6.

La cuña de construcción 10, para utilizarse en el método de construcción de arriba-abajo, sigue siendo parte de la estructura permanente después de la construcción. Con preferencia, está hecha de material plástico moldeado. Proporciona una superficie de conformación sobre la cual asienta la placa de base 20 del carril de la vía y facilita el ajuste del nivel vertical de la placa de base 20 después de la construcción por el hecho de permitir la adición o retirada de cuñas adicionales (no mostradas) entre la parte superior de la cuña de construcción 10 y el fondo de la placa de base 20. La misma permite el ajuste lateral de la posición de la placa de base 20, lo cual se consigue normalmente con una combinación de un agujero ranurado 21 (no mostrado) en la placa de base 20 con dientes estriados que casan con una arandela similarmente estriada 22, o bien por una disposición de casquillo excéntrico (no mostrado). Por tanto, la cuña de construcción 10 debe ser más larga que la propia placa de base 20 en al menos el intervalo de ajuste lateral proporcionado, de manera que la placa de base 20 permanezca asentada sobre la cuña en todo el intervalo de ajuste. Sin embargo, la cuña 10 se fabrica de manera que sea al menos 40 mm más grande que la placa de base 20 tanto en longitud como en ancho, de modo que, tras la construcción, sobresalgan al menos 20 mm alrededor de todos los lados de la placa de base 20. Esto ayuda a asegurar que el hormigón no salpique tan fácilmente sobre la placa de base 20 y la contamine. La cuña 10 se fabrica de modo que sea suficientemente gruesa para que no se deslice de manera importante bajo su propio peso. Habitualmente, la cuña 10 tiene un grosor de 10-12 mm. Con una cuña 10 de este grosor, la precisión con la cual es necesario verter el hormigón es menor que en el caso de que no esté presente la cuña 10.

La cuña 10 está formada con al menos un agujero de anclaje 11, preferentemente con más de uno, para recibir el conjunto de anclaje 70. En el interior del reborde del agujero de anclaje 11 está formado un alma anular delgada 12 de material deformable. Normalmente, el agujero de anclaje 11 tiene un diámetro de 24,2 mm, mientras que el alma 12 tiene un diámetro de 23 mm (siendo de 24 mm el diámetro nominal del espárrago de anclaje 71).

En esta modalidad, el conjunto de anclaje 70 comprende un espárrago de anclaje 71 que se encuentra roscado en ambos extremos 71a, 71b, entre los cuales existe una porción no roscada 71c que es sujetada por el alma 12 cuando el espárrago de anclaje 71 se introduce en el agujero de anclaje 11. La parte 71a del espárrago de anclaje 71 porta una tuerca 72. Por debajo de la tuerca 72 se encuentran arandelas de acero planas 73, arandelas elásticas de acero 74 y un casquillo aislante de nylon 75. Las partes 72 a 75 están protegidas frente a la contaminación por suciedad y frente a la corrosión mediante una caperuza 76. Puede observarse que este tipo de conjunto de anclaje 70 no resulta esencial para la presente invención.

Una cuña de construcción de acuerdo con la presente invención se puede emplear en una variante del método de arriba-abajo descrito anteriormente, en donde el soporte inmediato de la placa de base es por medio de una capa más delgada de lechada de cemento inmediatamente por debajo de la cuña de construcción 10 en lugar de hormigón.

Claims (18)

1. Una cuña de construcción de utilidad en la construcción de vías de ferrocarril empleando el método de construcción de arriba-abajo de vías de ferrocarril, cuya cuña comprende una placa (10) que tiene una primera y segunda caras principales (1a, 1b; 10a, 10b) y al menos un agujero de anclaje (11), formado en una (10a) de la primera y segunda caras principales (10a, 10b) que se encuentra en la posición más superior cuando en la práctica se utiliza la cuña, para recibir un elemento de anclaje (71), caracterizada porque el agujero de anclaje (11) está provisto internamente de un alma anular (12) de material deformable, siendo el diámetro del alma anular (12) más pequeño que el del elemento de anclaje (71), de manera que, tras entrar en el agujero de anclaje (11), el elemento de anclaje (71) distorsiona el alma (12) y con ello queda retenido.

2. Una cuña según la reivindicación 1, caracterizada porque el alma anular (12) está formada en posición adyacente a la citada cara (10a) de la primera y segunda caras principales (10a, 10b) que se encuentra en la posición más superior cuando en la práctica se utiliza la cuña.

3. Una cuña según la reivindicación 1 o 2, caracterizada porque el alma anular (12) está formada de material plástico.

4. Una cuña según la reivindicación 3, caracterizada porque la placa (10) está formada de material plástico.

5. Una cuña según la reivindicación 4, caracterizada porque la cuña tiene un grosor igual a o mayor de 10 mm.

6. Una cuña según la reivindicación 5, cuando ésta se lee como anexa a la reivindicación 2, caracterizada porque el alma anular (12) conifica a un diámetro mínimo en 3 mm por debajo de dicha cara (10a).

7. Una cuña según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada porque existen al menos dos de tales agujeros de anclaje (11) cada uno de los cuales tiene dicho alma anular (12).

8. Una cuña según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizada porque dicho agujero de anclaje (11) es un agujero pasante que se extiende entre la primera y segunda caras principales (10a, 10b).

9. Una cuña según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizada porque existe al menos un agujero de ventilación (3) que se extiende entre la primera y segunda superficies principales (1a, 1b), estando el agujero (2) abierto en ambos extremos del mismo y estando formado de manera que pueda extraer agua por acción capilar, y en donde una (1b) de la primera y segunda superficies principales (1a, 1b), que se encuentra en la posición más baja cuando en la práctica se utiliza la cuña, tiene formada en la misma al menos un canal (2), con el cual comunica dicho agujero de ventilación (3), para dirigir aire y/o agua hacia dicho agujero de ventilación (3).

10. Una cuña según la reivindicación 9, caracterizada porque existen al menos dos de tales canales (2) que intersectan entre sí en al menos un punto de intersección y dicho agujero de ventilación (3) está situado en dicho al menos punto de intersección.

11. Una cuña según la reivindicación 10, caracterizada porque existe una pluralidad de tales canales (2) que intersectan entre sí en al menos un punto de intersección.

12. Una cuña según la reivindicación 11, caracterizada porque existe una pluralidad de agujeros de ventilación (3) situados respectivamente en al menos algunos de los puntos de intersección.

13. Una cuña según cualquiera de las reivindicaciones 9 a 12, caracterizada porque el canal o cada uno de los canales (2) son lineales.

14. Una cuña según cualquiera de las reivindicaciones 10 a 12 o reivindicación 13 cuando esta última se considera anexa a cualquiera de las reivindicaciones 10 a 12, caracterizada porque dichos canales (2) están formados de manera que intersectan entre sí perpendicularmente.

15. Una cuña según cualquiera de las reivindicaciones 9 a 14, caracterizada porque el canal o cada uno de los canales (2) se extienden de un lado a otro de la cuña desde un borde a otro de la misma.

16. Una cuña según cualquiera de las reivindicaciones 9 a 15, caracterizada porque el canal o cada uno de los canales (2) tienen una sección transversal semicircular.

17. Un método de construcción de arriba-abajo de vías de ferrocarril que utiliza una cuña de construcción (10) por debajo de una placa de base (20) del carril de la vía y que ha de formar parte de la vía de ferrocarril, en cuyo método, una vez que la cuña (10) se ha puesto en contacto con el lado inferior de la placa de base (20), la cuña (10) se mantiene contra el lado inferior de la placa de base (20) mientras se vierte hormigón por debajo de la cuña (10); caracterizado porque la cuña (10) es una cuña como la reivindicada en cualquiera de las reivindicaciones anteriores; y porque dicha cuña (10) se mantiene contra el lado inferior de la placa de base (20) mediante un elemento de anclaje (71) insertado en el agujero de anclaje (11) presente en la cuña (10), y el correspondiente agujero (21) en la placa de base (20), quedando retenida una primera parte (71c) del elemento de anclaje (71) dentro del agujero de anclaje (11) de la cuña por medio de dicho alma anular (12) y quedando retenida una segunda parte (71a) del elemento de anclaje (71), que se extiende a través del agujero de anclaje (11) de la placa de base, por un medio de sujeción (22) del elemento de anclaje.

18. Un método según la reivindicación 17, caracterizado porque dicho elemento de anclaje (71) se introduce en la cuña (10) a través del extremo del agujero de anclaje (11) de la cuña que se encuentra en la posición más superior cuando en la práctica se utiliza la cuña (10).