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Sistema de fijación de rieles

Elementos de un sistema de fijación de rieles basado en placa base
  1. Tornillo para fijar placa a traviesa
  2. Riel de soporte de almohadilla elastomérica
  3. Arandela de tensión
  4. Abrazadera de riel
  5. Perno tensor (tuerca no mostrada)
  6. Placa base
Unimog empujando una "Unidad de apriete de precisión de husillo" utilizada para apretar y aflojar automáticamente y sincrónicamente las fijaciones de los rieles
Certificado de acciones de la empresa Mabbett Railway Chair Manufacturing Company (1867)

Un sistema de sujeción de rieles es un medio para fijar rieles a traviesas de ferrocarril ( América del Norte ) o traviesas ( Islas Británicas , Australasia y África ). Los términos anclajes de rieles , placas de amarre , sillas y sujetadores de vía se utilizan para referirse a partes o la totalidad de un sistema de sujeción de rieles. Los componentes de un sistema de sujeción de rieles también pueden conocerse colectivamente como otro material de vía , u OTM para abreviar. Se han utilizado varios tipos de sujeción a lo largo de los años.

Historia y visión general

Los primeros raíles de madera se fijaban a traviesas de madera mediante clavijas que atravesaban agujeros en el raíl o mediante clavos. En el siglo XVIII, se empezaron a utilizar raíles de hierro fundido, que también tenían agujeros en el propio raíl para poder fijarlos a un soporte. [1] Los desarrollos del siglo XVIII, como el raíl con brida y el raíl con panza de pez, también tenían agujeros en el propio raíl; cuando se utilizaban traviesas de bloques de piedra, los clavos se introducían en un bloque de madera que se había insertado en un hueco del bloque. Se cree que la primera silla para raíl se introdujo en 1797 y se fijaba al raíl en la banda vertical mediante pernos. [2]

Ejemplo ensamblado

En la década de 1820, se empezaron a producir los primeros rieles laminados con forma, inicialmente en forma de T que requería una silla para sujetarlos; los rieles se mantenían en posición mediante cuñas de hierro (que a veces hacían que el riel se rompiera al ser forzado hacia adentro) y más tarde mediante cuñas de madera, que se convirtieron en el estándar. [3] En la década de 1830, Robert L. Stevens inventó el riel en "T" con brida (en realidad una viga en I distorsionada), que tenía una parte inferior plana y no requería silla; un diseño similar fue el riel de puente contemporáneo (de sección en U invertida con una brida inferior y colocado sobre traviesas longitudinales); estos rieles inicialmente se clavaban directamente a la traviesa. [4]

En la práctica norteamericana, el riel T con brida se convirtió en el estándar y luego se utilizó con placas de anclaje. En otros lugares, los rieles T fueron reemplazados por rieles de cabeza de toro con una apariencia redondeada en "I" o "en forma de 8" que aún requerían una silla de apoyo. Finalmente, el riel T con brida se volvió común en todos los ferrocarriles del mundo, aunque aún existen diferencias en el sistema de fijación.

Simbolismo y significado

Un lazo dorado, también conocido como espiga dorada o espiga final, se puede utilizar para simbolizar el inicio o la finalización de un proyecto. Con menos frecuencia, se trata de plata u otro material precioso.

Históricamente, un clavo dorado ceremonial clavado por Leland Stanford conectaba los rieles del primer ferrocarril transcontinental a través de los Estados Unidos. El valioso clavo que sujetaba los rieles representó la fusión de los ferrocarriles Central Pacific y Union Pacific el 10 de mayo de 1869 en Promontory Summit, Territorio de Utah. El clavo de ferrocarril entró en la conciencia popular estadounidense de esta manera; la colocación del clavo dorado fue un punto clave en el desarrollo de la costa oeste de América del Norte y fue reconocido como un logro nacional y una demostración de progreso. Desde entonces, los trabajadores del ferrocarril han sido celebrados en la cultura popular, incluso en canciones y versos. [5]

Picos y tornillos

Picos de riel

Picos de corte oxidados (escala en pulgadas)
Púas para perros

Un clavo de riel (también conocido como clavo de corte o crampón ) es un clavo grande con una cabeza desplazada que se usa para asegurar los rieles y las placas base a los durmientes del ferrocarril en la vía. A Robert Livingston Stevens se le atribuye la invención del clavo de riel, [6] cuyo primer uso registrado fue en 1832. [7] El clavo de riel fue una invención que resultó del estado de industrialización en los Estados Unidos a principios del siglo XIX: los ferrocarriles principales ingleses de ese período usaban sillas de hierro fundido pesadas y costosas para asegurar los rieles en forma de T; en cambio, Stevens agregó una base de soporte al riel en T que podía fijarse con un simple clavo. [8] [9] En 1982, el clavo seguía siendo la fijación de riel más común en América del Norte. Los tamaños comunes son de 916 a 1016 pulgadas (14 a 16 mm) cuadrados y 5+De 12 a 6 pulgadas (140 a 150 mm) de largo. [10] : 582–3 

Clavos de ferrocarril del antiguo ferrocarril del valle de Jezreel (parte del ferrocarril del Hiyaz ), encontrados cerca de Kfar Baruch (Israel)

Un clavo para riel tiene una forma aproximada de cincel y una punta con un borde plano; el clavo se clava con el borde perpendicular a la veta, lo que le da una mayor resistencia al aflojamiento. [11] La función principal es mantener el riel dentro del calibre. Cuando se fijan placas de unión, la fijación se hace lo más fuerte posible, mientras que cuando se fija un riel a una traviesa o placa de unión, normalmente no se requiere que el clavo proporcione una fuerza vertical fuerte, lo que permite al riel cierta libertad de movimiento. [10] : 455, 581–2 

En trabajos de menor escala, las púas todavía se introducen en las traviesas de madera martillándolas con un mazo de púas , aunque este trabajo manual ha sido reemplazado en gran medida por herramientas hidráulicas [12] y máquinas, comúnmente llamadas " clavadoras " (una máquina que quita púas se llama "extractor de púas"). [13] La división de la madera se puede limitar perforando previamente los agujeros para las púas o agregando bandas de acero alrededor de la madera. [10] : 455 

Para su uso en los Estados Unidos se describen tres estándares básicos en la norma ASTM A65, para diferentes contenidos de acero al carbono. [14]

Una púa para perros es funcionalmente equivalente a una púa cortada y también es cuadrada en sección horizontal y de dimensiones similares, pero tiene un extremo penetrante puntiagudo, y la cabeza del riel (o "placa de sujeción") tiene dos orejetas en cada lado, dando la impresión de la cabeza de un perro y ayudando a quitar la púa. [15]

Tornillos para silla

Tornillo de silla oxidado
Tornillo de silla (en francés: Tire-fonds )

Un tornillo de silla (también conocido como tirafondo [16] ) es un tornillo de metal grande (~6 in o 152 mm de longitud, un poco menos de 1 in o 25 mm de diámetro) que se utiliza para fijar una silla (para rieles de cabeza redonda), una placa base (para rieles de fondo plano) o para sujetar directamente un riel. Los tornillos de silla se atornillan en un orificio perforado en el durmiente. [17] El tornillo de silla tiene un costo de fabricación más alto que el de la punta del riel, pero tiene la ventaja de un mayor poder de fijación, aproximadamente el doble que una punta del riel [18] , y se puede utilizar en combinación con arandelas elásticas . [17]

El tornillo de silla se introdujo por primera vez en 1860 en Francia (en francés: tire-fond ) y se volvió común en la Europa continental. [19]

Un tornillo de perro es una variante comercial del tornillo de punta. [20]

Pernos de colmillo

Los pernos de anclaje para rieles también se han utilizado para fijar rieles o sillas a las traviesas. El perno de anclaje es un perno que se inserta a través de un orificio en la traviesa con una tuerca con colmillo que se clava en la superficie inferior de la traviesa. Para sujetar rieles con fondo plano, se puede utilizar una arandela con borde superior para sujetar el borde del riel. Son más resistentes al aflojamiento por vibraciones y movimiento del riel. [21] Se cree que son más efectivos que las puntas y los tornillos y, por lo tanto, se utilizan en posiciones como placas de unión de agujas [22] y en curvas cerradas. [23]

Picos de primavera

Fijación de púas de resorte (alemán: Oberbau Hf [24] )

Los clavos elásticos para rieles [25] se utilizan con rieles de fondo plano, placas base y traviesas de madera. El clavo elástico mantiene el riel hacia abajo y evita que se vuelque, y también asegura la placa base a la traviesa. [26] El clavo Macbeth (nombre comercial) es un clavo de dos puntas en forma de U similar a una grapa doblado de modo que parece tener forma de M cuando se lo mira de lado. [27] [28] También se han utilizado clavos de una sola punta en forma de J invertida. [29]

Equipo de fijación

El mazo de clavos , también conocido como martillo de clavar , es un tipo de maza con una cabeza larga y delgada que se utilizaba originalmente para clavar clavos. [30] [31]

La perforación manual de agujeros y la inserción y extracción de clavos o tornillos han sido sustituidas por máquinas semiautomáticas o automatizadas, que se accionan eléctricamente, neumáticamente, hidráulicamente o con un motor de dos tiempos. Las máquinas que quitan clavos se denominan extractores de clavos . [32] [33] [34]

Soportes de riel

Sillas

Sección transversal de un riel T antiguo, silla y llave

Las primeras sillas de riel , hechas de hierro fundido e introducidas alrededor de 1800, se usaban para fijar y sostener rieles de hierro fundido en sus extremos; [2] también se usaban para unir rieles adyacentes. [35]

En la década de 1830 se introdujeron los rieles en forma de T (o riel paralelo en T de una sola pestaña ) y en forma de I (o riel paralelo en T de doble pestaña o de cabeza de toro ); ambos requerían sillas de hierro fundido para sostenerlos. [36] Originalmente, se usaban llaves de hierro para calzar el riel en las mandíbulas paralelas verticales de la silla; estas fueron reemplazadas por llaves completamente de madera. [36] Las llaves de madera se formaban a partir de roble , se ablandaban con vapor y luego se comprimían con prensas hidráulicas y se almacenaban en una casa de secado. Cuando se insertaban en la silla, la exposición a la atmósfera húmeda hacía que la llave se expandiera, sujetando firmemente el riel. [37] La ​​cuña puede estar en el interior o en el exterior del riel. En Gran Bretaña, generalmente estaban en el exterior. [38]

Las sillas se fijaban a las traviesas mediante clavos de madera , tornillos, pernos de cabeza cónica o clavos. [39]

En la mayor parte del mundo, los rieles y las placas de base de base plana se convirtieron en el estándar. Sin embargo, en Gran Bretaña, los rieles y las sillas con cabeza de toro siguieron utilizándose hasta mediados del siglo XX. [26]

Placas de amarre

Una placa de unión , placa base o placa de solape es una placa de acero que se utiliza para centrar y reforzar el punto de unión en las vías del ferrocarril entre un riel T con brida y una traviesa de ferrocarril . La placa de unión aumenta el área de apoyo y mantiene el riel en el ancho correcto . Se fija a las traviesas de madera mediante clavos o pernos a través de orificios en la placa.

La parte de la placa debajo de la base del riel es cónica, lo que fija el peralte interno del riel, generalmente "uno en cuarenta" (o 1,4 grados). La superficie superior de la placa tiene uno o dos hombros que encajan contra los bordes de la base del riel. Actualmente se utiliza el tipo de hombro doble. Los tipos más antiguos de hombro simple se podían adaptar a varios anchos de riel, con el hombro simple ubicado en el exterior (lado del campo) de los rieles. La mayoría de las placas son ligeramente más anchas en el lado del campo, sin lo cual las placas tienden a cortar más en los exteriores de la traviesa, lo que reduce el ángulo de peralte.

Muchos ferrocarriles utilizan tornillos grandes para madera , también llamados tirafondos , para fijar las placas de unión (o placas base) a las traviesas del ferrocarril.

Las placas de amarre comenzaron a usarse alrededor del año 1900, antes de lo cual los rieles en T con brida se fijaban directamente a los amarres.

Clips

Se utilizan distintos tipos de clips resistentes para sujetar los rieles a la placa base subyacente, siendo uno de los más comunes el sujetador Pandrol (clip Pandrol), llamado así por su fabricante, que tiene la forma de un clip de papel rechoncho. [40] Otro es la abrazadera de tensión Vossloh. [41] Los clips son una alternativa a las púas.

El nuevo clip rápido Pandrol se aplica en ángulo recto al riel. Como el clip es imperdible, debe instalarse en el momento de la fabricación de la traviesa de hormigón.

Anclajes de riel

Anclaje de riel en uso

Los anclajes para rieles, también llamados antideslizamiento, son clips de acero con resorte que se fijan a la parte inferior de la placa base del riel y se apoyan contra los lados de las traviesas para evitar el movimiento longitudinal del riel, ya sea por cambios de temperatura o por vibración. Los anclajes se pueden colocar y quitar a mano con martillos o con una máquina de anclajes.

Galería de tipos de fijación de rieles

Véase también

Referencias

  1. ^ Raidabaugh (1915), pág. 5-7.
  2. ^ ab Origen y desarrollo del ferrocarril, GP Raidabaugh, pp.8-9
  3. ^ Origen y desarrollo del ferrocarril, GP Raidabaugh, pp.14-19
  4. ^ Origen y desarrollo del ferrocarril, GP Raidabaugh, pp.19-24
  5. ^ Norm Cohen; David Cohen (2000). Long steel rail: the railroad in american folk song [El ferrocarril en la canción popular estadounidense]. University of Illinois Press. ISBN 9780252068812.
  6. ^ "18 de octubre - Hoy en la historia de la ciencia". www.todayinsci.com . Robert Livingston Stevens.
  7. ^ George Iles (1912). Principales inventores estadounidenses. H. Holt and Company, Nueva York. pág. 23.
  8. ^ Raidabaugh (1915), pág. 20.
  9. ^ "El clavo del raíl y la locomotora". chestofbooks.com . Scientific American.
  10. ^ abc Hay, William Walter (1953). Ingeniería ferroviaria, volumen 1. John Wiley & Sons.
  11. ^ "clavos de ferrocarril" www.sizes.com .
  12. ^ "Puntas de clavos | Stanley Hydraulic" www.stanleyhydraulics.com . Consultado el 23 de diciembre de 2016 .
  13. ^ Solomon (2001), págs. 61-64.
  14. ^ "ASTM A65 - 07". www.astm.org . ASTM International (Sociedad Estadounidense para Pruebas y Materiales).
  15. ^ Mundrey (2000), pág. 130–131.
  16. ^ "Hay JG, B.Sc, AMICE, MIStruct.E. - Durmientes y fijaciones de ferrocarriles en los ferrocarriles sudafricanos - Ingeniero civil en Sudáfrica, junio de 1962, pág. 105", www.journals.co.za
  17. ^ ab Ingeniería ferroviaria, Volumen 1, William Walter Hay, págs. 585
  18. ^ Orrock (1918), págs. 188-204.
  19. ^ Sellew (1915), pág. 161-163.
  20. ^ "AJAX - Tornillos de fijación para vías ferroviarias con traviesas de madera", www.railway-technology.com , archivado desde el original el 2014-05-31 , consultado el 2014-06-05
  21. ^ Aparatos ferroviarios, John Wolfe Barry, págs. 53-54,73
  22. ^ Mundrey (2000), pág. 156–157.
  23. William Hemingway Mills (1898). Construcción de ferrocarriles. Longmans, Green, and Co., págs. 224, también fig. 331–334 (pág. 221).
  24. ^ Wolfgang Schiemann (2002). Schienenverkehrstechnik: Grundlagen der Gleistrassierung . Teubner BG pág. 283.ISBN 3519003635.
  25. ^ Bonnett (2005), pág. 65, 5.10 Fijaciones de rieles, placas base y almohadillas
  26. ^ por Craig (2015).
  27. ^ Consejo Nacional de Investigación (EE. UU.). Servicio de Información de Investigación Ferroviaria; Estados Unidos. Administración Federal de Ferrocarriles (1973). Bibliografía especial: tecnología relacionada con la seguridad. Academias Nacionales. 032978 Picos de acero para rieles (de Railway Gazette, febrero de 1948, vol. 88, págs. 191-2) .
  28. ^ Ellis (2006), pág. 211, Macbeth Spike.
  29. ^ Ellis (2006), pág. 114, Punta elástica.
  30. ^ Sellew (1915), pág. 215-216.
  31. ^ Ron Fitch (2006). Ferrocarrilero australiano: de ingeniero cadete a comisionado de ferrocarriles . Rosenberg Publishing. pág. 220.
  32. Solomon (2001), págs. 59–62.
  33. ^ "Trabajando en el ferrocarril". Popular Mechanics . 84 (4). Revistas Hearst: 20-27. Octubre de 1945. ISSN  0032-4558.
  34. ^ "La cuadrilla de sección mecanizada ahora coloca traviesas de ferrocarril". Popular Science . 168 (2). Bonnier Corporation: 168–9. Febrero de 1956. ISSN  0161-7370.
  35. ^ Raidabaugh (1915), pág. 11-12.
  36. ^ ab Clark (1855), pág. 280.
  37. ^ Williams, Frederick Smeaton (1852). Nuestros caminos de hierro: su historia, construcción e influencias: con numerosas ilustraciones. Ingram. págs. 199-200.
  38. ^ Aparatos ferroviarios, John Wolfe Barry, págs. 43-51
  39. ^ Aparatos ferroviarios, John Wolfe Barry, pág. 71
  40. ^ "Pandrol - Pandrol - El futuro de las fijaciones ferroviarias". www.pandrol.com .
  41. ^ "vossloh-fastening-systems.com - Inicio". www.vosslo-fastening-systems.de . Archivado desde el original el 2008-05-12 . Consultado el 2009-04-11 .

Bibliografía

Lectura adicional

Enlaces externos