examen final 15 junio 2012

8/18/2019 Examen Final 15 Junio 2012

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FERROCARRILES – EXAMEN FINAL – 15-Junio-2012

NOMBRE Y APELLIDOS: __________________________________________Nº DE MATRICULA ____________________ D.N.I. __________________TIEMPO DE REALIZACION: 15 MINUTOS

PUNTUACIÓN: 15 PUNTOS

EJERCICIO Nº 1

Describir brevemente el proceso de montaje de vía en balasto con BLS, explicando los procedimientos

utilizados para la liberación de tensiones.


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EJERCICIO Nº 2

Dibujar una sección transversal de una línea ferroviaria de vía única identificando los distintos

elementos que la constituyen y explicando la función de cada uno de ellos.


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EJERCICIO Nº 3

1.- Citar los dos grandes túneles ferroviarios alpinos (3 puntos).

2.- ¿Qué solución técnica de trazado para túneles se ejecutó a finales del S. XIX para salvar los

grandes desniveles en los túneles alpinos? (3 puntos).

3.- ¿Cuál es la máxima longitud que puede tener un túnel? (3 puntos).

4.- Citar métodos constructivos "seguros" para la ejecución de un túnel (3 puntos).

5.- Tipo de vía a montar en túneles ferroviarios de gran longitud (3 puntos).


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EJERCICIO Nº 4

Un tren circula en una línea electrificada a 1.500 V cc. La línea, vía y trenes, están equipados con un

sistema de ATP de velocidad máxima. Cuando el tren va aproximándose a la siguiente estación, en un

tramo o sector con velocidad máxima de 100 Km/h, y circulando a 96 Km/h el conductor ve una señal

lateral fija de V máx. 80 Km/h, a la vez que en el velocímetro se le ilumina el sector o indicación de

velocidad máxima 80 Km/h. El conductor aplica freno al punto 4 de su regulador de mando de cabina.

Pasados 5 segundos, y ya en el siguiente circuito de vía, suena una bocina y el sistema embarcado

aplica los frenos neumáticos de emergencia, deteniendo el tren. El freno del tren con esa solicitud de

punto 4 de regulador implica una deceleración de 0,4 m/s2.

Conteste y explique las siguientes cuestiones:

• ¿Ha actuado adecuadamente el conductor o el frenado del tren se puede deber a una avería

en el enclavamiento? ¿Qué es un enclavamiento? (5 puntos).

• Explique el funcionamiento de los circuitos de vía que pueden estar instalados en la línea o en

el corredor en cuestión, y las diferencias entre ellos, sus ventajas e inconvenientes (5 puntos).

• Explique cómo conoce el tren la velocidad máxima de cada tramo y qué es el sistema ATP de

velocidad máxima indicado del enunciado, así como sus diferencias con los sistemas de

velocidad objetivo y cantón móvil (5 puntos).

• Si la línea o corredor estuviera electrificada a 25.000 V - 50Hz, ¿Qué implicaría en cuanto a

subestaciones, su complejidad, separación entre éstas y en relación a los circuitos de vía? ¿La

catenaria podría ser la misma o muy similar y, en su caso, qué diferencias debería tener con la

de 1.500 V cc.? (5 puntos).


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NOMBRE Y APELLIDOS: ________________________________ _________Nº DE MATRICULA ____________________ D.N.I. ____________________TIEMPO DE REALIZACION: 30 MINUTOS

PUNTUACION: 20 PUNTOS

EJERCICIO Nº 6

Un tren de mercancías T-90, formado por 15 vagones de bogíes de 18 m de longitud cada uno, y conuna carga total de 875 TBR repartida por igual entre todos los vagones, será remolcado por 2locomotoras diesel-eléctricas CC de 3.000 kw de potencia continua cada una por un trazado A-B de 30km de longitud total, que puede considerarse recto y horizontal excepto en una rampa de 6.000 m delongitud situada a 10.000 m de distancia desde A.

1º. Determinar el valor de la rampa máxima que podría ascender el tren sin disminuir su velocidad

máxima autorizada. (8 puntos).

2º. Si el tren tuviera que detenerse a mitad de la rampa, se pide calcular la diferencia que habría enla aceleración en el arranque en el caso de situarse las 2 locomotoras en cabeza del trenrespecto del caso de colocar una locomotora delante y la otra detrás. (4 puntos).

3º. Calcular, en ambos casos, el esfuerzo en gancho entre el 9º y el 10º vagón cuando el tren circulaen recta y horizontal a su velocidad máxima autorizada, indicando si dicho esfuerzo es detracción ó compresión. (4 puntos).

4º. Si en el total del proceso de arranque del tren, con una locomotora en cabeza y la otra en cola,hasta alcanzar la velocidad de 90 km/h, se consumen 135,52 kwh y se recorren 2.054,40 m,

calcular el coste de la energía necesaria para trasladar el tren arrancando en A hasta parar en B.(4 puntos).

NOTAS:

Trenr = 2,85 + 0,00045·V2 [daN/t]λ = 1,05

= 0 · (1 + 0,10V)/(1 + 0,18V)Resistencia de inercia al arranque: r ia = 7 daN/t si i ≤ 15‰ ; r ia = 8 daN/t si i > 15‰

LocomotorasCapacidad de aceleración máxima en recta y horizontal de una locomotora = 2,43 m/s2 η = 0,80Pérdida por acoplamiento = 10 %Longitud de cada locomotora = 24 m

Otros datosDistancia entre piquetes = 320 mDeceleración media de frenado = 0,25 m/s2 Coste de la energía = 0,085 €/kwhEs imprescindible realizar todas las comprobaciones necesarias


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EJERCICIO Nº 5

Por una línea de ancho ibérico, con su superestructura consolidad, circulan trenes de viajeros a la

velocidad de 145 km/h y trenes de mercancías T-60. El tráfico de mercancías es bajo respecto del de

viajeros y en estos trenes, de flexibilidad s = 0,25, se permite que a los viajeros les llegue en las

curvas una aceleración transversal de hasta 1,2 m/s2.

Se pide:

a) Calcular la longitud mínima de las curvas de transición para que puedan cumplirse las

condiciones mencionadas. (9 puntos).

b) Si en esta línea se incorporan trenes de viajeros con choches basculantes (con un ángulo de

basculación máxima = 5º), ¿qué velocidad máxima podrían alcanzar en las curvas dichos

trenes manteniendo la limitación de la aceleración transversal? (6 puntos)

c) Determinar la máxima carga por eje de la locomotora del tren con coches basculantes para que

su coeficiente de seguridad frente a la resistencia lateral de la vía en las curvas sea superior a1,5 cuando circula por ellas a la máxima velocidad posible. (5 puntos)

NOTAS:

E = 60-80-100 mm

dz/ds = 3 mm/m

dz/dt = 70 mm/s

dI/dt = 75 mm/s

tg 5º = 0,08749

Las locomotoras no son basculantes

Esfuerzo horizontal:

L(t) = · (1 + P/3)

H 1,2P t ∗ I

a

P ∗ V km/h

1000

= 0,85 para vía sin consolidar

= 1,45 para vía consolidada


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EJERCICIO Nº 7

Circulando un tren AVE sobre un terraplén, al paso de un eje cuya carga por rueda es de 100 kN moviéndose a200 km/h el descenso medido en la cabeza de carril en el punto en que la rueda pasa sobre una traviesa es de 1mm. De este descenso la parte correspondiente al acortamiento del pad de elastómero bajo el carril se hamedido también y es de 0,3 mm.

Los datos de la vía son los siguientes:

d = 0,6 m (distancia entre traviesas) A = 2.400 cm

2 = 0.24 m

2 (area activa aproximada del extremo de una traviesa monobloc DB)

EI60 = 6.426·106 Nm2 (módulo resistente del carril UIC 60)

Se pide:

1.- Calcular por el método de Unold-Dischinger la carga vertical que el patín del carril transmite a latraviesa sobre la que está la rueda y a las dos traviesas adyacentes. Indicar el porcentaje de lacarga de la rueda que absorben esas 3 traviesas (5 puntos)

2.- Calcular los descensos del carril sobre las dos traviesas adyacentes. (5 puntos)

3.- Calcular:- la rigidez vertical global de la vía teniendo en cuenta el carril- la rigidez vertical global de la vía sin tener en cuenta la rigidez del carril

- la rigidez vertical del pad de apoyo bajo patín y del conjunto de las capas de balasto yplataforma, ambas en kN/mm.

- Si se supone que el balasto tiene una rigidez vertical de 200 kN/mm, calcular la rigidez vertical dela plataforma.

Supóngase en todos los casos que los sistemas funcionan como resortes elásticos en serie, es decir, que bajo el patín hay tres

resortes: pad, balasto y plataforma. La rigidez del hormigón de la traviesa se supone infinita. (5 puntos)

4.- Estimar el descenso del carril sobre la traviesa si el tren pasa con la misma estructura de vía (carril,pad, traviesa y balasto) a un viaducto cuya vía está formada por esa misma estructura sobre untablero de hormigón cuya rigidez vertical se supone 2.000 kN/mm. De este descenso total calcular loque corresponde al acortamiento del pad y al descenso del balasto y del tablero. ¿Recibe la traviesabajo la rueda más o menos carga en el viaducto o en el terraplén? (5 puntos)

Notas:

1.- Siendo δ (m/N) la inversa de la rigidez del apoyo las expresiones de Unold son las siguientes

3L

δ= λ EI

1+48λ 4 p = q = +2p

3 3

Ao

1+3pR = Q

3pq

A1

1+p - q 7+3p+6qR = . Q

1 p+q 3pq

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