viernes, 27 de junio de 2014
Railway Loading Gauges - Gálibos Ferroviarios
INDEX
- Displacement calculations
- By geometrical factors
- By tolerance or wearing
- By dissymmetry
- By quasi-static inclination
- By railroad deficiencies
- Gauge calculation
- Gauge in straight track
- Gauge in curve
- Gauge representation
- Gauge table
- Distance to obstacles
- Gauge in tramways
- Features of a tramway
- Static plant gauge
- Static front plane gauge
- Dynamic gauge
Full themes in the book -In paper and ebook (Follow the link)
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INDICE
- Cálculo de desplazamientos
- Por factores geométricos
- Por holguras y desgastes
- Desplazamiento por dismetría:
- Por inclinación cuasiestática
- Por deficiencias de la vía
- Cálculo del gálibo
- Gálibo en recta
- Gálibo en curva
- Representación del gálibo
- Cuadro de gálibos
- Distancias a obstáculos
- Gálibo en el tranvía
- Características del Tranvía
- Gálibo estático en planta
- Gálibo estático en alzado
- Gálibo dinámico
IR A CAPÍTULO IX - Gálibos ferroviarios - Definiciones
Temas completos en el libro-en papel y en ebook- (Siga este enlace)
Railway Loading Gauges - Gálibos Ferroviarios .- Definitions - Definiciones
The loading gauge
of the railway is the contour that delimits the reference space into which the
train can circulate throughout the railroad.
The determination
of this gauge is a complex process, in which it has to be considered the
effects that make each wagon occupying a different space when circulation throughout
the railroad, namely:
- Geometrical factors of the railway
- Relative position of the vehicle with regards to the railroad track
- Behavior of the suspension-systems of the vehicle
We will distinguish here, 3 types of gauges:
Static gauge
It is the contour that delimits the space occupied by a stopped vehicle,
place in a railroad without defects, with the load balanced (well distributed)
and without defects of suspension or wheel-wearing.
Dynamic gauge
It is the contour that delimits the space occupied by a circulating
vehicle, at a certain speed and with a non-compensated transversal
acceleration.
Work or obstacle gauge
It is a safety margin over the dynamic gauge corresponding to each railway,
and defines the position of the different necessary equipment to be installed
around it, as masts, gable ends, walls, station platforms, etc.
Other concepts to be considered and that we will find throughout this
chapter are:
- Souplesse coefficient
- Dissymmetry angle
Souplesse coefficient. When a vehicle is
stopped on a railroad with camber “P",
in which the rolling plane forms an angle "δ" with regards to the horizontal, the box tilts an angle "η" with regards to the perpendicular to the rolling plane.
We define as flexibility coefficient or souplesse coefficient (s) to the ratio: s= η / δ
Dissymmetry.
We define as dissymmetry
the angle “Φ“ that a vehicle is
tilted with regards to the perpendicular when it is stopped on a straight and leveled
railroad.
The concept of dissymmetry represents either the uneven distribution of
the load, or caused due to a construction defect or a bad adjustment of the suspension.
Static gauge
In order to define the static gauge we need to know:
- Constructive sizes of the vehicle:
- Vehicle-tie (distance between bogies) (a)
- Bogie-tie (distance between axles of a bogie) (b)
- Distance between bogie and guide-base (c)
- Different widths of the vehicle at different heights
- Height and maximum width of the pantograph (Z4)
- Height and width of the pantograph edges
- Railroad width
- Minimum curve radius
- Camber
Dynamic gauge
In order to define the dynamic gauge we need to know:
- The data obtained for the static gauge
- Maximum speed
- Maximum camber
- Used camber
- Camber lack or excess
- Non-compensated transversal acceleration in m/s2
- Location of the balancing center
- Souplesse coefficient
- Dissymmetry angle in radians
- Displacement produced due to the following effects:
- Sum of tolerances and wearings
- Dissymmetry
- Quasi-static inclination
- Railroad deficiencies
Work gauge
In order to define the work gauge we need to know:
- Dynamic gauge
- Safety margins established:
- In worksites and obstacles
- Over the catenary
El gálibo ferroviario es el contorno que delimita un espacio de referencia que puede utilizar un tren al circular por una vía.
La determinación de dicho gálibo es un proceso complicado, en el que hay que tener en cuenta los efectos que hacen que cada vagón ocupe un espacio diferente al circular por una línea ferroviaria, y que son:
Gálibo estático
- Factores geométricos de la vía
- Posición relativa del vehículo respecto a la vía
- Comportamientos de los sistemas de suspensión del vehículo
Gálibo estático
Es el contorno que delimita el espacio que ocupa un vehículo parado, situado en una vía sin defectos, con la carga bien repartida y sin defectos de suspensión o desgaste de ruedas.
Gálibo dinámico
Es el contorno que delimita el espacio que ocupa un vehículo circulando, a una velocidad determinada y con una aceleración transversal no compensada.
Gálibo de obras o de obstáculos
Es un margen de seguridad sobre el gálibo dinámico propio de cada ferrocarril y define la posición de los diferentes equipos necesarios alrededor de la vía,(postes, hastiales, muros, andenes, etc.)
Coeficiente de souplesse
Cuando un vehículo se encuentra parado sobre una vía con peralte “P", en la que el plano de rodadura forma un ángulo "δ" con la horizontal, la caja se inclina un ángulo "η" respecto a la perpendicular al plano de rodadura
Se define coeficiente de flexibilidad o coeficiente de souplesse (s) a la relación:
s=η / δ
Dismetría
Se define como dismetría como el ángulo “Φ“ que se inclina la caja de un vehículo respecto a la perpendicular cuando está parado sobre una vía recta y nivelada.
El concepto de dismetría representa el reparto desigual de la carga, o debido a un defecto de construcción o a un mal reglaje de la suspensión.
Gálibo estático
Para determinar el gálibo estático necesitamos saber:
- Medidas de construcción del vehículo
- Empate del vehículo (Distancia entre centro de bogies )
- Empate del bogie (Distancia entre ejes de un bogie )
- Distancia entre centro bogie y testero
- Distintas anchuras del vehículo a diferentes alturas
- Altura y anchura máxima del pantógrafo
- Altura y anchura de las puntas del pantógrafo
- Ancho de la vía
- Radio mínimo de las curvas
- Peralte de la vía
Gálibo dinámico
Para determinar el gálibo dinámico necesitamos saber:
- Los datos ya vistos en el gálibo estático
- Velocidad máxima
- Peralte máximo
- Peralte adoptado
- Insuficiencia o exceso de peralte
- Aceleración transversal no compensada en ms2
- Situación del Centro de balanceo.
- Coeficiente de souplesse.
- Angulo de disimetría en radianes
- Desplazamiento producido por los siguientes efectos:
- Suma de juegos y desgastes
- Por Disimetría.
- Por inclinación cuasiestática
- Por deficiencias de la vía
Gálibo de obras
- Gálibo dinámico
- Márgenes de seguridad establecidos
- En obras u obstáculos
- Sobre la catenaria
Alignment and Leveling of Railroad with Heavy Machinery-Alineación y Nivelación de Vía con Máquina Pesada.
INDEX
- Railway deterioration
- Determination of the primitive position of the railway
- Fundamentals of the Tamper
- Alignment and leveling of straight-alignments by means of the 3-point method
- Alignment of curves by means of the 3-point method
- Leveling of vertical curves
- Previous works
- Sickle-handle
The significant efforts produced by the circulation of trains over a ballasted railway, the dilatations caused by temperature changes, and other multiple facts, cause de deformation of the railway.
In most of the cases the deformations are absorbed by the very elasticity of the railway, coming back to the original shape/position when the loads disappear. But through the time, slight defects are going to cumulate causing the position-change of the railway with regards to its original (and optimal) position.
So before having to change the speed limitations of the section affected, we must return the railway to its original position.
For this purpose, we have to level, align and tamp it.
Determination of the primitive position of the railway
We can determine the primitive position of the railway if we have at least:
- Printed data of the path, for instance, in the form of “2km sheets”.
- Data about the materialization of references throughout the whole path or tracing.
Should we have no reference, or even no trustable data, we must calculate them by means of the following operations:
- Straight-line alignment
- Measurement/Calculation of curve sagittas
- Curve straightening
- Leveling and calculation of longitudinal profile (by means of “high points”)
- Radiuses of circulars
- Transition curves length
- Camber
- Radius of vertical curves
- Start and end of transition curves
- Entry and exit tangents of the vertical curves
Fundamentals of the Tamper
The tamper is a self-propelled with several systems incorporated that
- Memorize the ideal position of the railway
- Identify and record the current position of the railway
- Calculate the displacements necessary to bring the railway to its original position
- Move the railway transversally and perpendicularly in order to reach that ideal position
- Fix the railway in its ideal position sticking together the ballast under the sleepers (tamping)
- PKs of the start and ends of the transition curves
- Radiuses of the circular curves
- Camber of the circular curves
- Pks of the TE and TS of the vertical curves
- Radius (KV) of the vertical curves
In the alignment by means of the 3-point method, points A and C are placed in “correct positions”, whereas point B is moved until it is placed in the visual line between A and C.
The machine will level and align the railway by means of this method.
These points are placed over the “detection skids” and will be linked by a chord.
The back-skid is placed on a point on which the railway is on the correct (primitive) position.
A viewer is placed in from of the tamper in a point on which we have alignment and leveling references, and we set the accurate position.
It focuses the viewer to the front-skid, and by means of remote-control it moves the screen placed in the skid to adjust it into the visual line.
This skid reads the indications of the screen and places the chord in the correct position.
Since the front-skid is linked with the back-skid by means of a chord, in the central-skid we will know which is the correct position.
By means of the clamps, placed close to the central-skid, the machine will raise the railway and place it in the Y and Z alignment indicated by the chord.
Below is shown a detail of the clamps that raise and move the rails:
Once the railway has fitted one point, the machine will move ahead and repeat the process. The viewer places again the front-ski din a correct position. And the detector of the central-skid chord shows the deviations to the operator.
Alignment of curves by means of the 3-point method
When it comes to a horizontal curve, the tamper bases the operation in the sagitta-system:
F= (d1 x d2)/ 2R
- Point A corresponds to the front-skid
- Point B corresponds to the central-skid (measurement point).
- Point C corresponds to the back-skid
Thus, the tamper knows exactly which sagitta and which camber must apply in each point.
The central-skid will be responsible of positioning the chord correctly in order to calculate the necessary displacements.
For the camber, it measures the height difference between the wheels of the central-skid and adjusts the necessary elevations in each one of the rails in order to leave the railway with the calculated camber.
GO TO CHAPTER VIII - Basic notions of Railway Electrification
Full themes in the book -In paper and ebook (Follow the link)
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NDICE
- Deterioro de la vía
- Determinación de la posición primitiva de la vía
- Fundamentos de la bateadora
- Alineación y nivelación de alineaciones rectas por el método de tres puntos
- Alineación por tres puntos para alineaciones curvas
- Nivelación zona de acuerdos verticales
- Trabajos previos
- Mango de hoz
Deterioro de
la vía
Los inmensos esfuerzos producidos por la circulación
de trenes en una vía sobre balasto, las dilataciones producidas por los cambios
de temperatura, u otros múltiples motivos, hacen que la vía montada sobre
balasto se deforme.
En la mayoría de los casos las deformaciones las
absorbe la elasticidad de la vía, y esta vuelve a su posición cuando dejan de
actuar las fuerzas. Pero a lo largo del tiempo se van acumulando defectos que
provocan el cambio de posición de la vía respecto a su estado original e
idóneo.
Antes de tener que colocar limitaciones de velocidad
en el trazado, hay que volver la vía a su posición original.
Para ello hay que nivelarla, alinearla y batearla para
llevarla a su estado primitivo.
Determinación
de la posición primitiva de una vía
Podemos determinar la posición primitiva de la vía si disponemos
de:
- Datos impresos del trazado como son las “Hojas de 2 Km”
- Datos de materialización en referencias a lo largo del trazado.
Ahora bien, solo si las referencias han sido colocadas
con el mismo estudio con el que se han calculado las hojas de 2 Km, este
trazado será fiable y podremos tomarlo como objetivo.
Si no existen referencias, o no disponemos de datos
fiables, debemos calcularlos realizando estas operaciones:
- Alineación de rectas
- Flechado de curvas
- Rectificación de curvas
- Nivelación y cálculo del perfil longitudinal (por puntos altos)
Una vez que conocemos el trazado ideal de la vía con
todos sus parámetros
- Radio de las circulares
- Longitud de las curvas de
transición
- Peralte
- Radio de los acuerdos verticales
La situación
exacta de todos los puntos notables en el trazado.
- Principios y finales de las
curvas de transición
- Tangentes de entrada y salida de los acuerdos verticales
Podemos restituir la vía a su posición primitiva, y
para ello vamos a utilizar una máquina pesada “La bateadora”
Fundamentos
de la bateadora
La bateadora es una máquina autopropulsada con
sistemas que le permiten:
- Memorizar la posición ideal de una vía.
- Conocer la posición actual de la vía
- Calcular los desplazamientos necesarios para llevar esta vía a su posición definitiva.
- Mover la vía transversalmente y perpendicularmente para adoptar esa posición ideal
- Fijar la vía en la posición ideal mediante el apelmazamiento del balasto bajo las traviesas (bateo)
Para memorizar la posición ideal, dispone de un equipo
informático en el que los operarios deben introducir los datos del trazado:
- PKs de los principios y finales
del las curvas de transición
- Radio de las curvas
circulares
- Peralte en las curvas circulares
Tenemos que
tener conocimiento también de:
- Pks de las TE y TS de los
acuerdos verticales
- Radio (KV) de los acuerdos verticales.
Alineación y
nivelación de alineaciones rectas por el método de tres puntos.
En la alineación por tres puntos, los puntos A y C
están situados en posiciones buenas, mientras que el B se desplazará hasta
situarse en la alineación visual del A-C
En la nivelación por tres puntos, los puntos A y C
están situados en posiciones buenas, mientras que el B se levantará hasta
situarse en la alineación visual del A-C
La máquina alineará y nivelará la vía por el sistema
de tres puntos alineados.
Estos
“puntos” se sitúan sobre carros palpadores y están unidos por un cable “cuerda”
El carro
trasero está situado en un punto donde la vía esté en buena posición.
Un visor se sitúa delante de la máquina en un punto
donde tenga referencias de alineación y nivelación, y se “cala” en la posición
precisa.
Dirige la visual al carro delantero, y mediante un
mando a distancia mueve una pantalla situada en ese carro para ajustarla a la
visual.
Este carro, lee las indicaciones de la pantalla y
sitúa la cuerda en buena posición.
Al estar el carro delantero, unido al trasero con la
cuerda, en el carro central se conocerá cual es la buena posición.
Mediante las pinzas, situadas junto al carro central,
la máquina levantará la vía y la situará en la alineación de planta y alzado
que la cuerda le indica.
Detalle de las pinzas que levantan y mueven el carril
Un operador en la cabina de bateo, detecta en los
relojes la nueva posición de la vía, batea las traviesas hasta que la aguja del
reloj se centra, eso indica que la vía se ha fijado en su nueva posición.
Una vez fijada la vía en un punto, la máquina avanza y
se repite el proceso. El visor vuelve a situar en buena posición el carro
delantero, y el palpador de la cuerda del carro central indica al maquinista
las desviaciones.
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Alineación
por tres puntos para alineaciones curvas
Cuando se trata de una curva horizontal, la máquina se
basa en el sistema de flechas.
F= (d1 x
d2)/ 2R
- El punto A sería el carro delantero.
- El punto B sería el carro central (medidor).
- El punto C sería el carro trasero.
Con los datos del trazado que previamente
hemos introducido en el sistema informático de la máquina, se ha creado un
diagrama de curvaturas (flechas) y otro diagrama de peraltes.
La máquina conoce que flecha y que peralte
debe existir en cada punto.
El carro central se encargará de
posicionar la cuerda en su lugar para calcular los desplazamientos (ripados)
necesarios
Para el peralte, mide el desnivel entre
las ruedas del carro central y ajustará los levantes necesarios en cada uno de
los carriles para dejar la vía con el peralte calculado.
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