La construcción de vías ferroviarias de alta velocidad es el proceso mediante el cual se preparan las líneas de grandes velocidades (LGV, lit. " líneas de alta velocidad "), el terreno por el que circularán los trenes TGV , para su uso, lo que implica excavar la plataforma y colocar la vía . Esta técnica de construcción se utiliza tanto para la red francesa de TGV como para otras redes basadas en TGV fuera de Francia .
El proceso de construcción es similar al de las líneas ferroviarias tradicionales, pero presenta algunas diferencias. En particular, el proceso de construcción es más preciso para que la vía sea adecuada para un uso regular a 300 km/h (186 mph). La calidad de la construcción se puso a prueba, en particular, durante los récords mundiales de velocidad del TGV en la LGV Atlantique ; la vía se utilizó a más de 500 km/h (310 mph) sin sufrir daños significativos. Esto contrasta con los anteriores intentos de récord mundial de velocidad en Francia (326/331 km/h en 1955) que dieron como resultado una grave deformación de la vía.
La primera línea ferroviaria de alta velocidad fuera de Japón, la LGV Sud-Est , se inauguró al público entre París y Lyon el 27 de septiembre de 1981. A diferencia de sus anteriores servicios rápidos, la SNCF pretendía que el servicio TGV estuviera dirigido a todo tipo de pasajeros, con el mismo precio inicial del billete que los trenes de la línea convencional paralela. Para contrarrestar la idea errónea popular de que el TGV sería un servicio premium para viajeros de negocios, la SNCF inició una importante campaña publicitaria centrada en la velocidad, la frecuencia, la política de reservas, el precio normal y la amplia accesibilidad del servicio. [1] Este compromiso con un servicio TGV democratizado se reforzó en la era Mitterrand con el eslogan promocional "El progreso no significa nada a menos que sea compartido por todos". [2] El TGV era considerablemente más rápido (en términos de tiempo de viaje puerta a puerta) que los trenes, coches o aviones normales . Los trenes se hicieron muy populares y el público dio la bienvenida a los viajes rápidos y prácticos.
El trabajo en una línea de alta velocidad ( ligne à grande vitesse , o LGV) comienza con el movimiento de tierras. La plataforma de la vía se excava en el paisaje, utilizando motoniveladoras , niveladoras , excavadoras y otra maquinaria pesada . Se construyen todas las estructuras fijas; estas incluyen puentes , pasos elevados , alcantarillas , túneles de caza y similares. Se construyen instalaciones de drenaje , sobre todo las grandes zanjas a cada lado de la plataforma de la vía. Se establecen bases de suministro cerca del final de las vías de alta velocidad, donde las cuadrillas formarán trenes de trabajo para transportar rieles, traviesas y otros suministros al lugar de trabajo.
A continuación, se extiende una capa de grava compactada sobre la plataforma de la vía. Esta, tras ser compactada mediante rodillos , proporciona una superficie adecuada para los vehículos con neumáticos . A continuación, se procede a la colocación de las vías del TGV. El proceso de colocación de las vías no está especialmente especializado en líneas de alta velocidad; la misma técnica general es aplicable a cualquier vía que utilice carriles soldados continuos . Los pasos que se describen a continuación se utilizan en todo el mundo en la colocación de vías modernas. Sin embargo, las vías del TGV cumplen con estrictos requisitos en cuanto a materiales, dimensiones y tolerancias .
Para comenzar a colocar las vías, se utiliza una grúa pórtico que se desplaza sobre neumáticos de caucho para colocar paneles de vía prefabricada . Estos se colocan aproximadamente en el lugar donde se construirá una de las vías (todos los vehículos ligeros tienen dos vías). Cada panel tiene 18 metros (60 pies ) de largo y descansa sobre traviesas de madera . No se utiliza balasto en esta etapa, ya que la vía de paneles es temporal.
Una vez colocada la vía de paneles, un tren de trabajo (tirado por locomotoras diésel ) puede traer las secciones de carril soldado continuo que se utilizarán para la vía permanente de esta primera vía. El carril viene de fábrica en longitudes que varían de 200 m (660 pies) a 400 m (1310 pies). Estas piezas largas de carril se colocan simplemente a lo largo de varios vagones de plataforma ; son muy flexibles, por lo que esto no supone un problema. Una grúa especial descarga las secciones de carril y las coloca a cada lado de la vía temporal, aproximadamente a 3,5 m (12 pies) de distancia. Esta operación se realiza normalmente de noche, por razones térmicas. El carril en sí es una sección UIC estándar , de 60 kg/m (40 lb /ft), con una resistencia a la tracción de 800 newtons por milímetro cuadrado o megapascales (116.000 psi ).
En el siguiente paso se vuelve a utilizar una grúa pórtico, que esta vez se desplaza sobre los dos raíles que se habían colocado junto a la vía provisional. Un tren de vagones plataforma, cargados a medias con traviesas para vehículos pesados, llega a la obra. Lo empuja una locomotora diésel especial, que es lo suficientemente baja como para caber debajo de las grúas pórtico. Las grúas retiran los paneles de la vía provisional y los apilan sobre la mitad vacía del tren de traviesas. A continuación, recogen conjuntos de 30 traviesas para vehículos pesados, previamente dispuestas con la separación adecuada (60 cm) mediante un dispositivo especial. Las traviesas se colocan sobre el lecho de grava donde se encontraba la vía de paneles. El tren de traviesas sale de la obra cargado con secciones de vía de paneles.
Las traviesas, a veces conocidas como traviesas bibloque, son de hormigón armado de bloque doble U41 , de 2,4 m (7 pies 10 pulgadas) de ancho y pesan 245 kg (540 libras) cada una. Están equipadas con herrajes para sujetadores de resorte Nabla RNTC y una almohadilla de goma de 9 mm (3/8 pulgadas). (Las almohadillas de goma siempre se utilizan debajo del riel en las traviesas de hormigón , para evitar grietas). A continuación, se utiliza un enhebrador de rieles para levantar los rieles a su posición final en las traviesas. Esta máquina se desplaza sobre los rieles al igual que las grúas pórtico, pero también puede apoyarse directamente en una traviesa. Al hacer esto, puede levantar los rieles y desplazarlos hacia adentro sobre los extremos de las traviesas, hasta el calibre adecuado ( calibre estándar ). Luego los baja sobre los cojines de traviesas de goma, y los trabajadores utilizan una máquina operada neumáticamente para atornillar los clips Nabla con un par predeterminado . Los rieles están inclinados hacia adentro con una pendiente de 1 en 20.
Las secciones de los raíles se sueldan entre sí mediante termita . La soldadura convencional (que utiliza algún tipo de llama) no funciona bien en piezas metálicas grandes como los raíles, ya que el calor se disipa demasiado rápido. La termita es más adecuada para este trabajo. Es una mezcla de polvo de aluminio y polvo de óxido (óxido de hierro), que reacciona para producir hierro , óxido de aluminio y una gran cantidad de calor, lo que la hace ideal para soldar raíles.
Antes de unir el raíl, su longitud debe ajustarse con mucha precisión. Esto garantiza que las tensiones térmicas en el raíl después de unirlo en una pieza continua no excedan ciertos límites, lo que daría como resultado torceduras laterales (en climas cálidos) o fracturas (en climas fríos). La operación de unión se realiza mediante un proceso de soldadura por termita que está equipado con una sierra para raíles , una cizalla para soldadura y una amoladora. Cuando se completa el proceso de soldadura por termita, la soldadura se rectifica al perfil del raíl, lo que da como resultado una unión sin costuras entre las secciones del raíl. La tensión en el raíl debido a las variaciones de temperatura se absorbe sin deformación longitudinal , excepto cerca de los puentes, donde a veces se utiliza una junta de expansión .
El siguiente paso consiste en colocar una capa profunda de balasto debajo de la nueva vía. El balasto llega en un tren de vagones tolva tirados por locomotoras diésel. La manipulación de este tren es complicada, ya que el balasto debe distribuirse de manera uniforme. Si el tren se detiene, el balasto puede amontonarse sobre los raíles y descarrilarlo .
Una primera capa de balasto se vierte directamente sobre la vía y una máquina apisonadora-niveladora , que se desplaza sobre los raíles, empuja las piedras por debajo de las traviesas. Cada pasada de esta máquina puede elevar el nivel de la vía en 8 cm (3 in), por lo que se necesitan varias pasadas de balasto y de la máquina para construir una capa de balasto de al menos 32 cm (1 ft) de espesor debajo de las traviesas. El balasto también se apila a cada lado de la vía para lograr estabilidad lateral. La máquina realiza la alineación inicial de la vía. A continuación, un regulador de balasto distribuye el balasto de manera uniforme. Finalmente, una máquina vibradora dinámica sacude la vía para realizar el apisonado final, simulando efectivamente el paso de 2.500 ejes .
Ahora que la primera vía está casi terminada, comienzan los trabajos en la vía adyacente. Sin embargo, esta vez no es necesario colocar una vía provisional. Los trenes que circulan por la primera vía traen las traviesas y luego el carril, que se descarga directamente sobre las traviesas mediante brazos de distribución que se abren hacia afuera hasta la alineación adecuada. Se fijan los elementos de fijación Nabla y se coloca el balasto debajo de la vía como antes.
Las dos vías están prácticamente terminadas, pero el trabajo en la línea no ha terminado. Es necesario erigir los mástiles de la catenaria y tender el cable sobre ellos. Una vez que la catenaria está completa, se realizan los ajustes finales de alineación de la vía con tolerancias milimétricas. A continuación, se sopla el balasto para eliminar los fragmentos de grava más pequeños y el polvo que podrían levantar los trenes. Este paso es especialmente importante en las vías de alta velocidad, ya que la ráfaga de un tren que pasa es fuerte. Finalmente, los trenes TGV se prueban en la línea a velocidades que aumentan gradualmente. La vía se califica a velocidades ligeramente superiores a las que se utilizarán en las operaciones diarias (normalmente 350 km/h o 210 mph), antes de abrirla al servicio comercial.