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FERROCARRILESELEMENTOS DE INGENIERIA FERROVIARIA
PARTE II – CALCULO DEL RIEL
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FERROCARRILESINTRODUCCION
UNO DE LOS ELEMENTOS DE ELEMENTOS DE
SUPERESTRUCTURASUPERESTRUCTURA, BASICO PARA EL
FUNCIONAMIENTO DE LA VIA Y QUE INTERVIENE
EN EL DISEÑO DE OTROS TALES COMO LAS
TROCHAS (ANCHO DE VIA O DISTANCIA ENTRE
CARAS INTERNAS DE LOS RIELES), SON LOS
RIELES, Y AFECTAN DIRECTAMENTE EL DISEÑO
DE BALASTOS Y ELEMENTOS DE FIJACION Y DE
AJUSTE.2
FERROCARRILESRIEL - FUNCIONES RESISTIR DIRECTAMENTE LAS TENSIONES QUE
RECIBE DEL MATERIAL RODANTE Y
TRANSMITIRLA A SU VEZ AL RESTO DE
COMPONENTES QUE CONFORMAN LA
SUPERESTRUCTURA DE LA VIA.
SIRVEN COMO GUIA DE LAS RUEDAS EN SU
MOVIMIENTO.
CONDUCE ELECTRICIDAD PARA LA
SEÑALIZACION Y TRACCION DE LAS LINEAS
ELECTRIFICADAS. 3
FERROCARRILESRIEL - CALCULOS
UNO DE LOS FACTORES MAS IMPORTANTES PARA EL
CACULO DE LOS RIELES ES EL PESOEL PESO DE LOS VEHICULOS, YA
QUE ES EL PUNTO DE CONTACTO ENTRE LA RUEDA Y EL
RIEL SEGÚN LA CANTIDAD DE EJES. EN TODOS LOS
VEHICULOS EL PESO BRUTO SE REPARTE EN TODOS LOS
EJES DE MANERA UNIFORME Y SE EXPRESA COMO UN
PESO MAXIMO POR EJE, QUE DEBE SER SOPORTADA POR EL
RIEL. EL RIEL ES SUSTITUIDO MAS POR DESGATE O FATIGA
QUE POR PROBLEMAS DE ORDEN ESTRUCTURAL.
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FERROCARRILESRIEL - CALCULOS
PARA INICIAR EL CALCULO DEL RIEL SE DEBE
CONSIDERAR LOS SIGUIENTE PASOS COMO SE AFIRMO
EN LA GUIA DE LA PARTE I:
1)CONSIDERAR QUE EL RIEL SE COMPORTA COMO UNA
VIGA CONTINUA APOYADA SOBRE LOS DURMIENTES.
2)CONSIDERAR SU COMPORTAMIENTO DINAMICO Y SU
CAPACIDAD SE BASA EN LA VELOCIDAD, LA DISTANCIA
ENTRE LOS DURMIENTES Y EL PESO BRUTO DEL EJE.
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FERROCARRILESRIEL - CALCULOS
3) SE ELIGE UN PERFIL UNAS VEZ
CALCULADO EL PESO.
4) SE CALCULAN LOS ESFUERZOS A LOS
QUE ESTARA SOMETIDO Y SE
PROCEDERA AL CHEQUEO RESPECTIVO
CON LOS ESFUERZOS PERMISIBLES POR
NORMA. 6
FERROCARRILESCALCULO DE RIELES
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Q
A t
Figura 1:Figura 1: Esquema de Calculo del Riel (Peralte)
Q X
Q y
FERROCARRILESCALCULO DEL RIEL
PARA ENTRAR YA DIRECTAMENTE EN EL CALCULO DEL RIEL SE CONSIDERA LOS
SIGUIENTES ELEMENTOS PARA SU DISEÑO Y POSTERIOR VERIFICACION COMO LO
SON:
CARGAS EN PROYECCION HORIZONTAL GENERADAS POR EL PESO PROPIO DEL
TREN;
EN EL CASO DE EXISTIR ALGUN PERALTE, LLAMASE PARA FACILITAR EL TERMINO
CASO DE “VIGA INCLINADA” EN ACERO ESTRUCTURAL, SU COMPORTAMIENTO SE
CONSIDERA UN CASO DE FLEXION BIAXIAL POR LO QUE OBLIGA A LA
DESCOMPOSICION DE LA CARGA VERTICAL LO QUE VIENE A REAFIRMAR EL
PUNTO ANTERIOR.
EL ANCHO TRIBUTARIO ENTRE RIELES SEGÚN SEA EL TIPO DE VIA A CALCULAR,
EN CUANTO A LAS CARACTERISTICAS DEL TREN.
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FERROCARRILESCALCULO DEL RIEL
ASUMIR ALGUN TIPO DE LOS PERFILES QUE SE PUEDEN
APRECIAR EN LA LAMINA SIGUIENTE, PARA CONSIDERAR
TANTO SU PESO COMO SUS CARACTERISTICAS;
ESTABLECER O CONOCER LA PENDIENTE O PERALTE DE LA
VIA Y LA LONGITUD DEL PERFIL. HAY QUE RECORDAR QUE
SE CALCULA COMO UNA VIGA CONTINUA PARA PODER
DETERMINAR LOS MOMENTOS NECESARIOS PARA PORDER A
CIENCIA CIERTA SABER QUE PERFIL UTILIZAR.
CALCULAR EL ESFUERZO MAXIMO CAPAZ DE SOPORTAR EL
PERFIL. SI YA HABIAMOS PREESTABLECIDO ALGUNO SE
PROCEDE A REALIZAR EL CHEQUEO RESPECTIVO.9
FERROCARRILESRIEL - TIPOS
RIEL TIPO VIGNOLE.
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RIEL TIPO GARGANTA RIEL BURDACH
FERROCARRILESRIELES – EJEMPLO DE CALCULO SUPONER RIELES PARA UNA VIALIDAD CON EL 4% DE PENDIENTE,
LA LONGITU DEL RIEL SERA DE 6,00 MTS (PARA EL CASO DEL
EJERCICIO NO IMPLICA QUE SEA ASI EN EL CAMPO), LA
SEPARACION ENTRE EJES SERA DE 1,41. CHEQUEAR EL PERFIL
SUGERIDO (VIGNOLE). SUPONGA UN PESO DEL “CAUCHO” o
“RUEDA” DEL TREN DE 37 Kg/ml.SOL.SOL.
CALCULAR LAS CARGAS EN PROYECCION HORIZONTAL:CALCULAR LAS CARGAS EN PROYECCION HORIZONTAL:
PROCEDEMOS A REALIZAR LA SUMATORIA DE CARGAS:
.37 Kg/ml DE LA RUEDA + 23 Kg/ml “ASUMIDO DEL RIEL” NOS ARROJA
UN VALOR DE 60 Kg/ml QUE VAMOS A DESCOMPONER TANTO EN UN EJE
X-X COMO EN UNO Y-Y. Qy = 60Kg/ml* cos α Y Qx = 60 Kg/ml* sen α
DONDE “α” ES EL ANGULO DE INCLINACION DADO QUE SE DETERMINA
CALCULANDO EL arctang (0,04) = 2,29°.11
FERROCARRILESRIELES – EJEMPLO DE CALCULO
CALCULAR LOS MOMENTOS:CALCULAR LOS MOMENTOS:
COMO SE DIJO QUE SE CALCULABA COMO UNA “VIGA
CONTINUA” Y NO ESTAMOS DISCRIMINANDO LA
CANTIDAD DE DURMIENTES VAMOS A SUPONER QUE
LA LONGITUD ES DE 6,00 MTS Y PROCEDEMOS A
CALCULAR LOS MOMENTOS GENERADOS EN AMBOS
SENTIDOS:
. Mx = Qy*L2/8 Y My = Qx*L2/8 ES DECIR NOS QUEDA QUE
Qx = 2,40 Kg/ml Y Qy= 59,95 Kg/ml LO QUE ARROJA
COMO RESULTADO QUE Mx=59,95*(6)2/8= 269,78 Kg-
m Y My= 2,40*36/8 = 10,80 Kg-m
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FERROCARRILESRIELES – EJEMPLO DE CALCULO CALCULAR LOS MODULOS DE SECCION:CALCULAR LOS MODULOS DE SECCION:
COMO YA DISPONEMOS DE ESOS DATOS EN LAS
CARACTERISTICAS PROPIAS DEL PERFIL SOLO PROCEDEMOS A
CALCULAR EL ESFUERZO MAXIMO PERMISIBLE:
. fmax = Mx/Sx + My/Sy DEBE SER MENOR AL ESFUERZO
PERMISIBLE POR NORMA QUE EN EL CASO DE ACERO
ESTRUCTURAL SE CONSIDERA 0,66Fy.(EL PARTICIPANTE
DEBERA DISPONER DE LA NORMA CORRESPONDIENTE A SU
PAIS). SI EL ESFUERZO ACTUANTE ES MAYOR A PERMISIBLE
HABRA QUE REALIZAR OTRA ITERACION CON OTRO PERFIL Y/O
COLOCAR ALGUN ELEMENTO QUE PERMITA REDUCIR LOS
MOMENTOS. 13
FERROCARRILESBIBLIOGRAFIA
Togno M. F. (1990) Ferrocarriles. Editorial Dossat. Paris, Francia
Reveron Larre, Andrés. (1982). Tratado del
Transporte Ferroviario y su Economía.
Ferrocar.
http://issuu.com/gonessa/docs/http/1?
mode=a_p
http://html.rincondelvago.com/rieles.html
http://es.wikipedia.org/wiki/V%C3%ADa_f
%C3%A9rrea14