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    DESVOS FERROVIARIOS DE ALTA VELOCIDAD.

    EVOLUCIN EN ESPAA

    Jos Manuel Galindo EscribanoDir. Operaciones e Ingenieria ADIF

    Madrid, 23 de octubre de 2012

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    INTRODUCCIN

    Evolucin del modelo ferroviario

    Incremento en la demanda de velocidad, puntualidad, confort

    Incremento de los costes de mantenimiento y explotacin

    ALTA VELOCIDAD Redefinicin del sistema ferroviario

    Equilibrar Rentabilidad / Servicio / Coste

    Aumentar prestaciones sin aumentar costes

    Necesidad de nuevos diseos deequipamiento de va

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    SITUACION HASTA AOS 80- Desvos con escasas evoluciones durante dcadas

    - Reticencia al cambio por ser elementos de seguridad.

    -Condicionantes de diseo y materiales que implican bajas velocidades de paso por

    va desvada y mximo a 160 km/h por directa:

    - Tipos A y B no soldables

    - Traviesa de madera, sujeciones rgidas- Agujas con perfil de carril normal, necesidad de refuerzo, grandes

    desgastes

    - Transmisiones mecnicas

    - Elementos delicados con grandes necesidades de mantenimiento, engrase,

    etc

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    La construccin de la primera lnea de Alta Velocidad europea (Paris-Lyon, 1981) supone la primeranecesidad de innovar sobre los antiguos modelos.

    Reticencia al cambio en elementos comprometidos => Fracaso, las exigencias son mucho mayores

    Para la lnea Madrid-Sevilla se aprovechan las primeras experiencias europeas. Compra de

    tecnologa alemana.

    Traviesas de hormign

    Sujecin elstica en todo el desvo

    Tratamientos trmicos en zonas de

    transferencia de rodadura

    Empleo de curvas de transicin en rama

    desviada.

    Optimizacin cinemtica del diseo aguja-

    contraaguja

    Accionamientos individuales mltiples

    LA LNEA MADRID SEVILLA. AOS 90

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    Concepto de geometraSe introduce el concepto Clotoide/Circular/Clotoide en el

    trazado de la rama desviada, mayor confort de paso.

    Optimizacin dinmica/geomtrica de la zona de cambio El aumento de la velocidad en desviada obliga a unaumento del radio

    A mayor radio, las agujas son ms dbiles. La punta es la

    parte que recibe el impacto mayor

    Se introduce un sobreancho en la contraaguja que permite

    un regruesamiento de la aguja acoplada en la zona de

    transferencia de rodadura, reduciendose la presin ejercidapor la rueda (menor desgaste). El sobreancho favorece la

    inscripcin del eje, evitando la perturbacin del movimiento

    natural de lazo

    Acc ionamientos individualesLos accionamientos individuales nos permiten:

    La regulacin de esfuerzos de cada motor

    La regulacin de las aperturas de agujas en cada punto

    El control y correccin de cualquier incidencia de una

    manera rpida

    Por el contrario, los accionamientos con timonera mltipleson ms difciles de regular y controlar sus esfuerzos,

    tienen una mayor susceptibilidad de fallo por la cantidad

    de elementos mviles.

    Para la situacin de los motores se han tenido en cuenta

    las distintas secciones (del cambio/cruzamiento) en

    funcin de la resistencia ofrecida por la aguja o punta del

    cruzamiento mvil

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    Se hacen necesarias mejoras encaminadas a:

    Reduccin del mantenimiento

    Aumento de la fiabilidad

    Necesidad de engrase perodico, fallos de fiabilidad en caso contrario

    Problemas de vibraciones y prdidas de comprobacin por falta de sujecin vertical

    de agujasGrandes necesidades de bateo perodico (sujecin rgida)

    Complicacin de las operaciones de bateo por tener que desmontar cerrojos y

    timoneras de accionamiento y comprobacin para poder realizarlas

    EVOLUCIN HACIA EL DESVO ELSTICO LNEA MADRID-LRIDA. AO 2000

    Las experiencia en los desvos de la lnea Madrid-Sevilla aconseja la evolucin de los

    desvos para solucionar ploblemas y carencias detectados en la explotacin:

    Para la lnea Madrid-Lleida estas mejoras se trasladan a un desvo de concepcin

    espaola, que recoje las ltimas evoluciones realizadas en Europa.

    Zona de cambio, elasticidad (Alemania)

    Zona de cruzamiento (Francia)

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    APROVECHAMIENTODE EXPERIENCIAS

    +

    INCORPORACIN DEAVANCESTECNOLGICOS

    ELASTICIDAD (mejorar reparto de cargas, reducir

    sobrecargas dinmicas, evitar vibraciones)

    Calidad de los materiales (empleo de carril endurecido)

    Traviesa hueca para alojar cerrojos

    Cerrojo con elemento antilevante y sujecin de la aguja

    desacoplada (evitar desajustes en elementos de

    comprobacin)

    Resbaladera recubierta de molibdeno

    Resbaladera con rodillos incorporados

    Corazn monobloque con punta mvil

    ME

    JORASINTRO

    DUCIDAS

    ME

    JORASINTRO

    DUCIDAS

    Fabricacin espaola con patentes alemanas y francesas, importacin de determinados

    elementos (placas de asiento elsticas, cerrojos, carril endurecido)

    Gran esfuerzo de la industria espaola para integrar distintas tecnologas y disear solucionespropias.

    Mejoras en la tecnologa de fabricacin espaola para mejorar capacidad productiva y calidad

    EVOLUCIN HACIA EL DESVO ELSTICO LNEA MADRID-LRIDA. AO 2000

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    EVOLUCIN HACIA EL DESVO ELSTICO LNEA MADRID-LRIDA. AO 2000

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    Prudhomme

    Desviacin tpica de las sobrecargas dinmicas

    V Velocidad de circulacin del vehculo en km/h

    b: Defectos de la va y del vehculo en onda corta

    mNS: masa no suspendida del vehculo en t

    k: rigidez vertical de la va en t/mm

    )(10045,0)( = kmb

    VNSQNS

    COMPORTAMIENTO ELSTICO DE LA VA.

    Conclusiones para un diseo que reduzca los sobreesfuerzos por cargas dinmicas:

    Las sobrecargas debidas a las masas no suspendidas del vehculo representan la mayor parte de lassobrecargas dinmicas; no obstante el grado de actuacin sobre las mismas es muy lmitado (experiencia

    tren ICE Munich-Hamburgo).

    La velocidad de circulacin (entre 200 y 350 km/h) introduce variaciones leves en las sobrecargas

    dinmicas. Parmetro donde no hay lugar a la variacin (V de diseo de la lnea).

    La calidad geomtrica de la va (b); as como su rigidez (k) son los parmetros en los que incidir en mayor

    medida para evitar las sobrecargas dinmicas

    Mejorar la calidad geomtrica de la va; especialmente en lo referente a sus parmetros medidos en

    longitudes de onda corta (hasta 3 m).

    Mejorar la calidad de rodadura, mediante el amolado del carril y el mantenimiento de los ejes de los

    vehculos.

    Aumentar la elasticidad de la va.

    Evolucin

    de

    las

    sobrecargas

    para

    distintas

    rigideces

    y

    calidad

    de

    va

    para

    V=300

    km/h

    0

    2

    4

    6

    8

    10

    12

    14

    16

    18

    20

    0 2 5 5 0 7 5 1 00 1 2 5 1 50 1 75 2 00 2 2 5 2 50 2 75 3 00 3 2 5 3 50 3 75 4 0 0 4 25 4 5 0 4 75 5 0 0 5 25

    Elasticidad

    (kN/mm)

    Sobrecargadinmica(t)

    Qdin

    (b=0,5)

    Qdin

    (b=0,75)

    Qdin

    (b=1)

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    PARPARMETROS GEOMMETROS GEOMTRICOSTRICOS

    Velocidad por Va Directa VD

    = 350 km/h

    Velocidad por Va Desviada Vd = 220 160 - 100 km/h

    Distancia entre ejes de va E = 4.700 mm

    Ancho de va a = 1.435 mm

    Aceleracin sin compensar mxima por va desviada asc = 0,51 m/s2

    Variacin de la aceleracin no compensada por va desviada en la

    junta de contraaguja (empelln)Y i=1,1 m/s3

    Sobreaceleracin mxima por va desviada Y =0,65 m m/s3

    Longitud mxima del escape Lmax=400 m

    Longitud mnima de las alineaciones de curvatura constante Lmin=0,25 V

    EVOLUCIN HACIA EL DESVO ELSTICO LNEA MADRID-LRIDA. AO 2000

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    Se introducen mejoras encaminadas amejorar la fiabilidad del desvo.

    Unificacin del tipo de cerrojo en cambioy cruzamiento. Diseo espaol para

    integrar cerrojos en la cuna del desvo.

    Sustitucin del modelo de rodillo de

    resbaladeras por otro con menor

    susceptibilidad a fallo y mayor facilidad

    para su regulacin. Rediseo de las

    placas resbaladeras.

    MEJORAS SOBRE EL MODELO MADRID-LLEIDA. AO 2006

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    Eliminacin de comprobadores

    intermedios a costa de aumentarligeramente el nmero de puntos

    de accionamiento. Con ello se

    homogenizan componentes y se

    reduce el nmero total de puntos a

    dotar con elementos desealizacin (aumento de fiabilidad

    y reduccin de costes)

    MEJORAS SOBRE EL MODELO MADRID-LLEIDA. AO 2006

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    DESVOS CONVENCIONALES. Mejoras introducidas a partir de los modelos AV

    Implantacin de traviesas metlicas huecas en las que sealojan estos elementos, de forma que se permita el bateo sin

    necesidad de su desmontaje.

    Las resbaladeras equipadas con rodillos que favorecen elmovimiento. De esta forma se evita el engrase y se mejora la

    fiabilidad.

    El camino de rodadura tiene inclinacin 1/20 similar a la deplena va en toda la longitud del desvo.

    Implantacin de accionamientos mltiples en lugar detransmisiones mecnicas.

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    DESVOS DE TRES HILOS

    El desarrollo de la red de Alta velocidad en ancho UIC

    hace posible su integracin en determinados corredores

    con la red existente; as surge la necesidad de nuevos

    aparatos, normalmente de gran complejidad .

    Existen numerosos modelos de desvos de tres

    hilos dentro de los cuales se ha desarrollado una

    generacin de aparatos de altas prestaciones.

    En resumen estos aparatos permiten una velocidad

    mxima de paso por directa de 220 km/h y de hasta

    100 km/h por desviada, equipando traviesa de

    hormign y carril 60 E1.

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    NUEVOS DESVOS DE ALTA VELOCIDAD DE ADIF. AO 2011

    Necesidad de reduccin de costes

    Escalada de precios de suministradores externosCapacidad tcnica de la industria espaola

    Experiencia adquirida a lo largo de 20 aos

    DISEO Y FABRICACIN DE DESVO DE ALTA

    VELOCIDAD INTEGRAMENTE ESPAOL(Acuerdo entre ADIF y el conjunto de la indust ria

    espaola para el desarrollo)

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    GEOMETRA: Se conservan las geometras anteriores, conclotoides de mesetas en los trazados de las vas desviadas y

    optimizacin de la rodadura en la zona del cambio.

    PLACAS DE ASIENTO : Se conserva la sujecin elsticaindirecta. Las placas tienen sistema de correccin de ancho de va.

    La elasticidad del conjunto es de 40 kN/mm.

    CARRIL: Se conservan los perfiles actuales pero pasan afabricarse en factoras espaolas tanto la zona forjada de agujas

    como el carril endurecido.

    TRAVIESAS: Se conservan las traviesas actuales con la mismafijacin y coordenadas de taladros.

    CERROJOS: Se emplea una versin mejorada del tradicionalcerrojo de ua tanto en el cambio como en el cruzamiento de punta

    mvil, dotndolo de mejoras en la capacidad de regulacin y

    dotndolo de elementos para la sujecin vertical de agujas.

    CRUZAMIENTO: Se emplean los modelos de cunas existentescon ligeras modificaciones para la incorporacin de rodillos de

    ayuda a la maniobra.

    AYUDAS A LA MANIOBRA: Se emplean rodillos de ayuda a lamaniobra tanto en cambio como en cruzamiento.

    CARACTERSTICAS TCNICAS

    NUEVOS DESVOS DE ALTA VELOCIDAD DE ADIF. AO 2011

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    G r a c i a s G r a c i a s p o rp o r s us u a t e n c i a t e n c i nn