Una vía en placa o en placa es un tipo de infraestructura de vía ferroviaria en la que la tradicional combinación elástica de traviesas/traviesas y lastre se sustituye por una construcción rígida de hormigón o asfalto .
En las vías sin lastre, los carriles están soportados discretamente o de forma continua. Los rieles con soporte discreto se asientan sobre almohadillas elastoméricas y están rígidamente sujetos a tipos especiales de traviesas/traviesas de concreto. Estas traviesas se colocan directamente en hormigón o en 'botas' de goma y luego ambas se colocan en hormigón. Los rieles con soporte continuo generalmente se fijan en ranuras en la losa de concreto y se denominan rieles integrados. Los rieles, que pueden ser rieles Vignole tradicionales con cabeza, alma y pie, O rieles de bloque sin alma, se moldean en las ranuras mediante un compuesto elástico o se rodean con una funda de relleno íntima antes de fijarlos en su lugar con lechada. Tanto el riel montado en superficie como el riel de bloque integrado se pueden quitar y reemplazar fácilmente.
Por lo tanto, las vías sin contrapeso ofrecen una alta consistencia en la geometría de la vía , cuyo ajuste es menos probable y menos fácil después del hormigonado de la superestructura. Por lo tanto, las vías sin contrapeso deben hormigonarse dentro de una tolerancia objetivo de +/- 1,0 mm. [1]
La elasticidad del lastre en la superestructura ferroviaria tradicional se reemplaza por la flexibilidad entre los carriles discretamente soportados y las traviesas/traviesas de hormigón y/o las traviesas/traviesas y la losa de hormigón o asfalto (por ejemplo, botas de traviesas). A menudo llamados sistemas resilientes duales. Los sistemas integrados soportados por rieles continuos solo necesitan una resiliencia única ya que los lados del riel están bien soportados. La losa de hormigón o asfalto es relativamente inelástica. [1]
Las ventajas de una vía sin lastre sobre una superestructura tradicional son su geometría de vía altamente consistente, su vida útil más larga y la menor necesidad de mantenimiento . [2]
La geometría de vía de una vía en placa se logra principalmente debido a su relativa inelasticidad en comparación con una superestructura tradicional. Esto da como resultado muchas menos deformaciones y, en general, un funcionamiento más suave; Los conductores de trenes (ingenieros) de la línea East London de London Overground han declarado informalmente que el sistema de vía de baja vibración es la superestructura más suave que han experimentado. [3] Las mediciones realizadas en Suiza en 2003 y 2004 mostraron una desviación estándar del calibre de menos de 1,2 milímetros (0,047 pulgadas). [2] Esto, a su vez, aumenta la vida útil de la vía y reduce la necesidad de mantenimiento. El mantenimiento preventivo habitual se limita al rectificado de carriles y, en el caso de carriles de superficie, a la inspección de las fijaciones del carril, ya que no es necesario apisonar debido a la ausencia de lastre. El mantenimiento curativo más allá del reemplazo de rieles y fijaciones sólo es necesario después de varias décadas. Los Ferrocarriles Federales Suizos reemplazaron las traviesas y las zapatas de goma de la vía sin lastre en el túnel Heitersberg de 4,9 kilómetros (3,0 millas) de largo entre 2014 y 2016, mientras que no fue necesario ningún mantenimiento de la losa de hormigón 39 años después de la apertura del túnel. [4] [5]
Debido a las buenas experiencias con el sistema, los Ferrocarriles Federales Suizos pretenden instalar vías en balasto allí donde exista una subestructura rígida, tanto en túneles como en viadaductos . [5] En otros lugares se utilizan vías en placa al aire libre.
Otras ventajas de las vías sin lastre incluyen un drenaje mejor y controlado , la eliminación de daños por lastre volante en el material rodante y las estructuras de ingeniería civil , una superestructura menos profunda y la posibilidad de tramos atropellados, como cruces por los que se pueden circular vehículos neumáticos . Cuando se utilizan en estaciones, las vías en placa son más fáciles de limpiar. [5]
Las vías integradas tienen el potencial de aumentar la seguridad mediante una simple protección contra el descarrilamiento y soporte de rieles rotos. También pueden instalarse por sí solos mediante la colocación eficiente de la losa mediante el proceso de encofrado deslizante. Todos estos beneficios conducen a un mayor acceso a las vías para el tráfico.
La principal desventaja de una vía sin balasto es su coste de construcción inicial, a veces significativamente mayor. Si bien las cifras varían según el tipo de construcción y la infraestructura de vía (las vías en placa son generalmente más adecuadas para infraestructuras que también están hechas de hormigón, como es el caso de los túneles o los viaductos), Deutsche Bahn estimó en 2015 que los costos de construcción de vías en placa son en muchos casos, un 28 por ciento más altos que los de las superestructuras tradicionales. [6] ] Sin embargo, el coste del ciclo de vida de las vías sin balasto es generalmente menor que el de las vías con balasto debido a un mantenimiento significativamente menor. [7]
Otras desventajas de las vías sin lastre son la dificultad de ajustar o corregir la geometría de la vía una vez que se ha fraguado el hormigón, la necesidad de una infraestructura estable (ya que los ajustes a la superestructura pueden ser onerosos), generalmente mayores emisiones de ruido y tiempos de reparación más largos cuando la losa de hormigón está dañado (por ejemplo, debido a fallos de construcción, desgaste o accidentes). También se ha citado la inflexibilidad de la vía y la necesidad de tener cuidado con las transiciones entre vías con y sin balasto. [8]
Las primeras vías en placa proyectan una variedad de tipos de construcción, subbases y tecnologías de fijación. [9] La siguiente lista contiene tipos de construcción de vías sin lastre que se han utilizado internacionalmente en sistemas ferroviarios pesados (a diferencia de trenes ligeros , tranvías o metros ) en orden cronológico de su primer uso. [8] [10]
El sistema Bözberg/STEDEF consta de tirantes/traviesas gemelos que están conectados por una varilla de acero y encerrados en una zapata de goma. Todos sus componentes se pueden cambiar individualmente. Bözberg/STEDEF fue utilizado por primera vez por los Ferrocarriles Federales Suizos en el túnel de Bözberg en 1966. [5] SATEBA desarrolló aún más STEDEF antes de la instalación del sistema en el LGV Méditeranée francés . [11]
El sistema Rheda consta de tres capas: una capa base y dos losas que se unen mediante barras de refuerzo , al igual que los tirantes/traviesas individuales. Rheda fue utilizado por primera vez por Deutsche Bahn en la estación Rheda-Wiedenbrück , de la que lleva el nombre, en 1972. Desde entonces se ha instalado en la ruta holandesa HSL-Zuid entre Amsterdam y Rotterdam , en los túneles españoles de Guadarrama y Sant Joan Despí . y en varias líneas de alta velocidad chinas, incluido el ferrocarril de alta velocidad Wuhan-Guangzhou . [12]
La vía en placa de Bögl se caracteriza por el uso de losas prefabricadas de hormigón en lugar de una estructura continua colada in situ. Se utiliza mortero para conectar las losas de 9 toneladas con la infraestructura y entre sí. El sistema Bögl se desarrolló en Alemania y se probó por primera vez en Dachau en 1977. La primera instalación en serie tuvo lugar en Schleswig-Holstein y Heidelberg en 1999. Para su uso en la línea de alta velocidad entre Beijing y Shanghai se instalaron 406.000 placas. [13]
La vía en placa ÖBB/ PORR (FF significa en alemán Feste Fahrbahn , que significa vía en placa o, literalmente, vía fija ) se compone de una placa de vía soportada elásticamente. Se probó por primera vez en 1989, se convirtió en el sistema estándar en Austria en 1995 [14] y se ha utilizado en más de 700 kilómetros de vías en todo el mundo, incluido el Verkehrsprojekt alemán Deutsche Einheit Nr. 8 (Proyecto de Transporte de Unidad Alemana 8) y el metro de Doha . El sistema se utilizará en las primeras fases de la línea de Alta Velocidad 2 del Reino Unido , excepto en túneles y en algunas estructuras especializadas. [15] También se está utilizando para el RRTS Delhi-Meerut , el primero de los tres sistemas RRTS que el NCRTC está implementando actualmente en Delhi-NCR . [dieciséis]
El sistema Low Vibration Track (LVT) es similar al de Bözberg/STEDEF en el sentido de que también utiliza traviesas gemelas encerradas en zapatas de goma. [5] [17] Sin embargo, LVT no cuenta con un tirante. [5] El sistema fue desarrollado y probado por Roger Sonneville junto con los Ferrocarriles Federales Suizos en la década de 1990 [1] antes de que los derechos se vendieran a Vigier Rail en 2009. [18] LVT ha estado en servicio en el túnel del Canal de la Mancha desde 1994. Debido al nombre alemán del túnel, Eurotunnel , a LVT a veces se le denomina Euroblock. LVT se ha utilizado en más de 1300 kilómetros de vías en todo el mundo, incluidos los túneles de base suizos de Lötschberg , Gotthard y Ceneri , la línea de alta velocidad Suin de Corea del Sur entre Songdo e Incheon , el proyecto turco Marmaray y la línea East London de London Overground. , así como en viaductos en zonas urbanas. [19] [20] LVT se ha convertido en el sistema de vía en placa estándar en Suiza. [21]
Vía ferroviaria integrada (ERT)
El sistema Embedded Rail Track utiliza un bloque de riel extraíble y una plataforma de arranque que no requiere fijaciones pero cumple con todos los requisitos de rendimiento de carga pesada (ejes de 40T), alta velocidad, tren ligero y cargas de tráfico de línea principal. El sistema ha sido aprobado para su uso en Alemania y el Reino Unido y probado en la pista de pruebas española de alta velocidad y carga pesada en Medina del Campo en España. Instalado en 2003 como parte de la línea principal de la costa oeste del Reino Unido en Crewe - Kidsgrove, no ha tenido mantenimiento desde entonces y aún conserva la alineación de la vía construida. La losa únicamente puede instalarse como hormigón prefabricado, in situ o encofrado deslizante. Proporciona una protección cercana contra el descarrilamiento y permite que el tráfico pase sobre un riel roto. Debido al desgaste adicional disponible en la cabeza, tiene el doble de vida útil del riel y con solo tres componentes por metro de vía ofrece una excelente disponibilidad de vía a un costo de instalación cercano al de una vía con balasto. A diferencia de otras vías en placa con raíles montados en superficie, las actividades de hormigonado, alineación e instalación de barandillas se han desacoplado para eliminar los riesgos del programa y de la instalación.
El sistema IVES ( Inteligente , Versátil , Eficiente y Sólido ) es un producto de Rhomberg Rail. El sistema se compone de una capa base (preferiblemente hormigón asfáltico común) y elementos estructurales laterales de hormigón, en los que se integran directamente los elementos de fijación del carril del tipo DFF 304 [22] , sin necesidad de traviesas. La elasticidad necesaria la proporciona únicamente una placa intermedia flexible en los elementos de fijación del carril.
Los elementos estructurales de este sistema se fabrican individualmente y se pueden colocar lateral o longitudinalmente sobre la capa base. Los elementos estructurales tienen en la parte superior escotaduras donde se colocan los elementos de fijación del carril. A continuación se elevan los carriles sobre los elementos de fijación y se forma una rejilla de vía. La posición exacta de la rejilla ahora se puede ajustar vertical y lateralmente. Finalmente, los elementos de fijación de los carriles se fijan por fricción a los elementos estructurales con un mortero de relleno de alta resistencia. Gracias a su construcción versátil y fácil instalación, IVES es adecuado para todo tipo de carriles. [23]
Después de las pruebas, la primera vía IVES se instaló en el túnel Asfordby de la pista de pruebas Old Dalby en Inglaterra en 2013 [24] y desde entonces, se han construido siete vías IVES más. La pista IVES más larga pasa por el túnel Bruggwald en Suiza, con una longitud total de 1.731 m (5.679 pies). [25]
La vía de Baulk y la vía en placa son similares en que los rieles están soportados continuamente, en comparación con la vía ordinaria donde los rieles tienen que "cerrar" los espacios entre las traviesas. [ cita necesaria ]
De la experiencia japonesa, se ha aprendido que aunque el costo inicial de construcción de la vía en placa es aproximadamente 1,3 veces mayor en comparación con la vía con balasto convencional, si consideramos el costo del ciclo de vida a largo plazo, la vía en placa parece ganar la carrera.
NCRTC ha seleccionado el "Sistema de vía en placa austriaco" para la vía en la línea principal.