extraordinario septiembre 2012

8/18/2019 Extraordinario Septiembre 2012

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FERROCARRILES – EXAMEN ESTRAORDINARIO DE SEPTIEMBRE – 6-Septiembre-2012

NOMBRE Y APELLIDOS: __________________________________________Nº DE MATRICULA ____________________ D.N.I. __________________TIEMPO DE REALIZACION: 40 MINUTOSPUNTUACIÓN: 20 PUNTOS

EJERCICIO Nº 1

Circulando sobre un terraplén, al paso de un eje cuya carga por rueda es de 100 kN moviéndose a

200 km/h, el descenso medido en el carril en el punto en que la rueda pasa sobre una traviesa es

de 2,0 mm.

Los datos de la vía son los siguientes:

K pad = 60 kN/mm

d = 0,6 m (distancia entre traviesas)

A = 2.400 cm2 = 0,24 m2 (área 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 carriltransmite a la traviesa sobre la que está la rueda. (6 puntos).

2.- Calcular la rigidez vertical de la plataforma suponiendo que el balasto tiene una rigidezvertical de 200 kN/mm. 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. (4 puntos).

3.- Utilizando el método de Zimmermann-Timoshenko, estimar el coeficiente de balastoglobal de la vía y con este coeficiente de balasto calcular el descenso de las traviesas

adyacentes y comparar el resultado con el obtenido por el método de Unold. (4 puntos).

4.- Estimar el descenso del carril sobre la traviesa si el tren pasa con la misma estructura devía (carril, pad, traviesa y balasto) a un viaducto cuya vía está formada por esa misma

estructura sobre un tablero de hormigón cuya rigidez vertical se supone 2.000 kN/mm.

De este descenso total calcular lo que corresponde al acortamiento del pad y al descenso

del balasto y del tablero. ¿Recibe la traviesa bajo la rueda más o menos carga en elviaducto o en el terraplén? (6 puntos).

NOTAS:

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

3Lδ=λ

EI

1+48λ 4 p = q = + 2p

3 3

Ao

1+3pR = Q

3p q

A1

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

1 p+q 3p q

2.- La expresión del asiento según Zimmermann-Timoshenko es la siguiente

x-

Lv

v

Qd x xz = e cos + sen

2ACL Lv Lv

siendo la longitud elástica 4V4 E I d

L =A C


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EJERCICIO Nº 2

Entre las poblaciones A y B, distantes 170 km, existe una línea de doble vía, en ancho Ibérico, en

la que las curvas circulares de radio mínimo tienen unas flechas de 48 mm, medidas con cuerda

de 24 m, la longitud de las curvas de transición son de 60 m y el peralte es de 100 mm.

a) ¿Cuál será la velocidad máxima permitida en esa línea, si se limita la aceleración sincompensar en el plano de vía a 0,65 m/s2? (6 puntos).

b) Calcular, (7 puntos), las nuevas características geométricas de las alineaciones circulares

y determinar la velocidad máxima a la que podrán circular los trenes regionales, si paraaumentar la velocidad máxima, por la que en un futuro circularán trenes regionales

modernos (s = 0,2) y en los que se permite que la máxima aceleración que le llegue al

viajero sea de 1,2 m/s2, se procede a renovar la vía con las siguientes condiciones:

- Se aumenta la longitud de las curvas de transición.- Se mantiene el valor del radio mínimo, por dificultades presupuestarias.- Se limita el retranqueo de la vía a 30 cm, para evitar el desplazamiento de los

postes de electrificación y la modificación de las obras de fábrica, puentes,

túneles, etc.

c) Si en esa línea renovada se incorporaran trenes de viajeros con coches basculantes(ángulo de basculación máxima = 5º), se pide calcular el esfuerzo horizontal que ejerceríasobre la vía un eje de la locomotora de dicho tren circulando a su máxima velocidad

posible con la única limitación de que la aceleración transversal al viajero en la curva

circular fuera menor de 1,2 m/s2 (no es necesario, por tanto, el cumplimiento de las

limitaciones de las curvas de transición). (7 puntos).

NOTAS:

R24L

2

; ;s/mm85dtdI;s/mm70

dtdz;m/mm7,2

dsdz

Trenes basculantes con locomotora BB

tg 5º = 0,08749

Las locomotoras no son basculantes

H = 1,2·P·I/a + P·V/1000


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EJERCICIO Nº 3

En una determinada línea ferroviaria, electrificada a 3.000 V C.C. el sistema de señalización

ferroviaria y ATP se basa en ERTMS y su fundamento se representa en el siguiente esquema o

dibujo.

Balizas

ETCS

embarcado

ERTMS

1.- Explicar funcionalmente qué nivel de ERTMS es el representado y qué son los elementos

que se simbolizan en la figura. Asimismo indicar qué diferencias hay con otros nivelesdel citado ERTMS si los hubiera. (8 puntos).

2.- En un ambicioso proyecto de modernización de la línea en cuestión, se pretendeelectrificar la línea a 25.000 V C.A. 50 Hz. Explicar qué ventajas e inconvenientes puede

tener este proyecto en cuanto a los consumos, el número de subestaciones y el sistema de

señalización ferroviaria existente, sobre todo en cuanto a los circuitos de vía. (7 puntos).

3.- El material móvil que actualmente explota la línea es de técnica de tracción “chopper”.Explicar su funcionamiento y si sería compatible con la nueva electrificación que se

pretende implantar y por qué. (5 puntos).


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EJERCICIO Nº 4

Un tramo de vía de carril UIC-54 (54,4 Kg/m), con traviesas de hormigón pretensado monobloc

y B.L.S, es colocado a temperatura .

En un primer proceso térmico la temperatura aumenta 2Δ hasta , (t1 = t0 + 2Δ) recuperando

posteriormente la inicial , aumentando posteriormente hasta t3 = t0 + Δ.

Se pide:

a) Explicar los procedimientos usuales de liberación de tensiones y la determinaciónde la temperatura y (6 puntos).

b) Dibujar los diagramas de esfuerzos térmicos correspondientes a los tres estadoscitados y calcular, en función de Δ, la tensión de origen térmico en la vía, a las

distancias de ½·L1 y ¾·L1 del extremo de la BLS, siendo L1 la longitud de

respiración del primer movimiento. (9 puntos).

E = 2·106 daN/cm2 α = 10-5 ºC-1


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EJERCICIO Nº 5

Indicar 3 modelos de Vía en Placa, explicando sus características, sus elementos fundamentales y

la función que se le asigna a cada uno de estos elementos. (5 puntos por modelo).

Explicar cómo se consigue la rigidez vertical de cada tipo de vía en placa, indicando cual será

mayor y menor y por qué, y comentar las diferencias con la rigidez vertical de la vía en balasto.

(5 puntos).


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EJERCICIO Nº 6

a) Tipos de plataformas ferroviarias, explicando sus características básicas. (5 puntos).

b) Limitaciones y Mantenimiento de los terraplenes ferroviarios. (5 puntos).

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