PDF- -Biblioteca histórica - aecarreteracom - Caminos Jose Luis Escario 1943 Tomo I

Jose Luis Escario 1943 Tomo I

Description

PRO LO G O

recoger el autor en las páginas de este libro cuantos problemas se hallan planteados,

RET ENDE

de la construcción y explotación de caminos ordinarios

'en la parte de proyecto y construcción,

los procedimientos técnicos en caminos ordinarios o ferrocarriles son idénticos,

se examinan las características de estos últimos,

estrictamente en aquello que puede influir en el trazado y construcción de la explanación,

para que el lector pueda encontrar las bases para formular el proyecto de un ferrocarril

La técnica del camino ha evolucionado profundamente en los últimos años

cuando el día de la paz llegue

todos los países habrán de realizar una modificación sustancial de su red de vías ordinarias,

para adaptarla a los progresos que la experiencia de la mecanización de los ejércitos producirá en el vehículo

alguien ha dicho que en ese futuro

los caminos actuales de primer orden quedarán ,

casi con la categoría de los vecinales de hoy

que hace unos años parecía manía de grandezas,

ineludible para las redes principales de una Naci6n que quiera marchar al ritmo del siglo

la Administración del Estado habrá de ocuparse

de la explotación de la red nacional de caminos

Ante,esa tarea,

ha de imponerse en plazo siempre breve,

hemos pretendido plantear todos los problemas actuales,

estudiados con l~ visión práctica que nos da una experiencia profesional de veinticinco años: parte de ella como administración,

Por haber vivido los problemas,

no ignoramos la dificultad y responsabilidad

ni mucho menos las imperfecciones de nuestro Tratado

pero como lo mejor es enemigo de lo bueno,

hemos creído preferible exponer

a la crítica nuestra modesta labor

que dejar de hacer una aportación que la técnica española precisaba desde hace mucho tiempo

Pretendemos corregir y completar nuestra obra 'con apéndices bianuales,

en los cuales se recojan las novedades que surjan

para esta labor complementaria,

con la colaboración de todos los compañeros que pudieran aportar una experiencia española,

todos comprenderán la trascendencia del propósito,

y por ello estamos seguros de que éste se verá eficazmente secundado

Si nuestra tarea sirve para e

la agobiante labor que ha representado su realización en los momentos actuales quedará compensada por haber contribuído,

a la reconstrucción de España

El autor agradece profundamente su gentileza a cuantos le han proporcionado los datos,

planos y fotografías reproducidas,

y muy especialmente al señor Embajador de España en Wáshington

la valiosa información americana recibida,

que sólo gracias a su hidalguía ha podido llegar a su poder en las difíciles circunstancias que atravesamos

Igualmente agradece la completa informacién proporcionada por las Embajadas de Alemania e Italia en Madrid,

por el Instituto Sperimentale Stradale de Milán,

En la preparación de este libro,

ayudándole en la penosa labor de selección y ordenación de la información extranjera,

José Antonio Jiménez Salas,

LUIS ESCARIO

CP "Jtl-r-4

el producto P X fL r' d·el peso adherente P,

por el coefi'Ciente ele rozamiento por rotación 1

un automovilista que conduce su coche en un terreno de pequeño coeficiente de rozamiento,

cuando el coche empieza a patinar,

no se le ocurrirá sacarlo adelante aumentando el par motor

el coche patinará cada vez más

Para salvar una fuerte rampa en un ferrocarril,

no se consigue nada aumentando la potencia de la locomotora a partir de un cierto límite

el peso adherente de la locomotora,

el peso que actúa sobre las ruedas motoras

-í solamente se aumenta la potencia,

la locomotora patinará cuando el esfuerzo motor sea superior al producto del peso adherente,

por el coeficiente de rozamiento por rotación

El valor del coeficiente de rozamiento por rotación,

r' es función muy compleja ele las características físicas de las dos superficies en contacto (en definitiva de p

a ) y de su velocidad relativa

y es diferente según se mida en el sentido de la marcha o transversalmente a ella

stinta la velocidad relativa en las dos direcciones

No se puede,

determinar más que experimentalmente,

midiendo las fuerzas que en el movimiento intervienen

para que sea lo más exacta posible,

cuando el vehículo rueda sobre un firme en una extensión relativamente grande

Existen diversos aparatos de medida,

fundados todos ellos en el mismo principio: disponer un carrito remolcado por un tractor,

en el cual se mida el peso que actúa sobre las ruedas y el esfuerzo tractor,

El profesor ARRIANO,

Director del Instituto Sperimentale Stradale de Milán,

para hallar el coeficiente de rozamiento por rotación entre los neumáticos y las diferentes clases de firme,

emplea el carro de medida de las figuras 17 y 18,

carro que une a un trador o camión

el peso del carro de prueba puede variar dentro de ciertos

límites,

lastrándolo convenientemeI1te

el americano MOYER emplea el dispositivo de la figura 19

en el cual se puede cambiar el ángulo de la rueda,

con objeto de medir los coeficientes del deslizamiento transversal

El coeficiente de rozamiento por rotación varía con la velocidad,

con la naturaleza y estado del neumático,

con su presión interna de aire,

con la naturaleza del pavimento de la carretera y su estado de sequedad y humedad

Carro del Prof

El coeficiente de rozamiento por rotación tiene un valor cuando se mide en el sentido de la marcha: al entrar el vehículo en una curva,

aparece la fuerza centrífuga que,

si el producto del peso por el coeficiente de rozamiento en dirección transversal es superior a la fuerza centrífuga,

se produce el deslizamiento transversal

El coeficiente de rozamiento transversal tiene valores distintos del coeficiente de rozamiento por rotación en sentido de la marcha

la velocidad relativa es menor y el fenómeno es más similar al deslizamiento de dos superficies sin movimiento de rotación

para ángulos mayores es independiente ele su valor

De los estudios presentados al Congreso Internacional de La Haya,

especialmente de la Memoria de MOYER,

se deduce: a) Al aumentar la velocidad,

disminuyen los coeficientes de rozamiento por rotación,

a menos que se trate de firmes de piedra partida

Cano francés

b) El coeficiente de rozamiento transversal es,

el primero es menos sensible que d'segundo,

a las variaciones de la velocidad

e) El agua no siempre hace decrecer el coeficiente de rozamiento

Entre las distintas clases de firmes existen diferencias notabIes: el mínimo no corresponde a los firmes más lisos

los firmes bituminosos nos son necesariamente más deslizantes que los otros

e) El valor de los coeficientes varía desde 1 hacia abajo,

ig~alán­ dose los valores de los dos coeficient

Como términos medios,

se pueden tomar para una velocidad de 40 kilómetros a la hora los siguientes coeficientes de rozamiento: Longitudinal

Hormigón de cemento

Mosaico Macadam bituminoso

Adoquina,do

Trans\"ersal

0,70 0,60

Probablemente,

el examen de las cifras anteriores producirá al lector extraiieza,

al ver coeficientes más bajos para firmes que,

se consideran menos desl izantes,

do con la conclusión d) antes citada,

no es lo mismo una pequeña rugosidad que da una

sobre firme de hormigón liso,

3 Kg/cm

gran superficie de contacto entre la rueda y el firme,

hace disminuir muy rápidamente la superficie de contacto

GOmo dice el Profesor ARRIANO: "Una rugosidad 'muy acentuada puede disminuir el contacto entre el vehículo y el firme,

aumentando así el peligro del deslizamiento"

Las fotografías de la figura 21,

reproducidas del trabajo de ARRIA-

sobre firme de hormigón rugoso

Rugosidad y pendiente,

demuestran CÓmO puede disminuir la super

ficie de contacto de la rueda y el firme,

según la naturaleza de éste,

puede ser causa d~ un menor coeficiente de rozamiento por rotación

- Existe,

el coeficiente de resistencia a la rodadura,

que es la reladón entre la fuerza tangencial que el par motor origina,

necesaria para un movimiento continuo con velocidad constante,

y el peso que actúa sobre las ruedas: coeficiente que puede medirse experimentalmente con los carros de ensayo antes descritos

El coeficiente de resistencia a la rodadura depende de la velocidad del vehículo,

la presión y' forma de los neumáticos,

la naturaleza del firme y la pendiente del camino

La resistencia a la rodadura puede expresarse por R = pP

p es un coeficiente que depende de los diversos factores antes enumerados

El coeficiente p,

según los resultados obtenidos por ANDREAN,

del examen del coche con el cual EYSTON alcanzó la velocidad de los 575 kilómetros por hora,

y de las experiencias ele la "Continental" (Profesor

JI,-· \

Como en la figura

sobre firme ele hormigón muy rugoso

ARRIANO,

La resistencia a la rodadura de los vehículos con ruedas de )1 algunos factores que influyen en ella),

pueden expresarse por la fórmula:

V ,7) 1,294,000 _ P 1,44

siendo p la presión de los neumáticos

directamente proporcional a la velocidad e inversamente proporcional a la presión de los neumáticos: al decrecer ésta,

aumenta rápidamente el valor de p

Experimentalmente,

el Profesor ARRIANO ha determinado los coeficientes de resistencia a la rodadura,

que trascribimos a continuación: 38

COEFICIENTE

SITIO DEL ENSAYO (MILÁN)

CLASE DEL FIRME

ESTADO DEL FIRME

Con 370 kilogramos y presión de los neumaticos de Kg

RESISTENCIA

Tratamiento superricial (alquilrán)

Con 480 kilogramos y presión de los neumaticos de Kg

RODADURA Con 590 kilogramos y presión de los neuma' icos de Kg

Bueno •

O,Olló

Discreto

Excelente ••

Excelente

Via Caracciolo

Tratamiento superficial (mezcla en frío de

Via Pier della Francesca Capa de rodadura de gravilla embetunada apisonada

VIa Certosa

Hormigón

Corso Sempione,

Hormigón asfáltico tipo Topeka

Via Espinasse

Adoquinado de pórfido

Via Imbonati

Idem id

Defectuoso

1 0,0208

Del atento examen del cuadro se deduce la influencia que tiene,

a igualdad de presión del neumático e igualdad de carga,

en el coefi'ciente de resistencia a la rodadura

los neumáticos de baja presión,

convenientes para una rodadura cómoda,

especialmente con pavin1:entos malos,

resultan caros en consumo de combustible

Corso Sempione,

de hormigón asfáltico tipo Topeka,con la carga de 370 Kg

llega a disminuir de 0,01'77 a 0,009,

con un firme de adoquinado en mal estado,

vía Imbonati,

sólo desciende de 0,0208 a 0,0144,

la mejora de la pavimentación para una presión normal de 6 Kg

puede hacer disminuir el valor de p de 0,0144 a 0,0096,

El lector puede calcular la trasceüdencia de estos factores en el consumo de gasolina

midiendo directamente el consumo de combustible

la reducción de gasto que se logra con un buen firme y una alta presión en los neumáticos,

a igualdad de los demás factores

Otras res,istencias al mo,vimiento

exclusión hecha de la resistencia a la rodadura,

" Rozamientos internos de los mecanismos del vehículo

rozamiento de las ruedas con sus cojinetes en los vehículos de motor mecánico,

" Resistencias externas: a) Resistencia al movimiento en las rampas

La resistencia al movimiento por rozamientos internos depende de la naturaleza de

! vehículo y forma de estar dispuestos sus órganos de rotación y transmisión: para un mismo vehículo,

Calcular matemáticamente este coeficiente,

teniendo en cuenta todas las complejas caraderísticas dei fenómeno,

se puede plantear el problema,

como mera disquisición de orden científico,

la determinación experimental de la resistencia es el único camino lógico y seguro

El coeficiente de rozamiento interno de un vehículo de tracción animal es el rozamiento del perno con la rueda,

que varía de 0,10 a 0,15 para los vehículos antiguos

hoy día puede cal'cularse reducido a 0,02 a 0,015

cuando la relación entre los radios del perno y de la rueda vale 1/20 (cifra normal) la resistencía varía,

En los vehículos de tracción mecánica,

zamientos internos se hace con el aparato de la figura 22: una dínamo,

que puede funcionar como motor,

que pueden calarse en distintas posiciones en el eje para que sirva para diferentes anchos de vía

A la derecha,

el aparato va dotado de un contador de vueltas y un dispositivo para medir el par de torsión del eje

El aparato sirve para medir la potencia del automóvil y el valor de sus resistencias internas

Para medir las l"'esistencias internas se coloca el vehículo sobre el aparato,

manteniéndolo fijo en sentido longitudinal,

mediante un tirante que lleva interpuesto un dinamómetro,

y con la ruedas motores sobre los tambores T y T'

haciendo actuar la dínamo D'como motor se obliga a girar,

Cargando los ejes con pesos distintos y dando a las ruedas diversas velocidades,

se mide la potencia consumida por la dínamo D'y la engendrada por la D',

y conociendo el rendimiento del aparato,

se puede determinar la resistencia por rozamientos internos

La potencia efectiva del coche,

se determina haciendo funcionar el motor del automóvil y midiendo la potencia producida por las dos dínamos,

Las resistencias internas pueden,

determinarse por la fórmula: R¡= ClP

en la cual el coeficiente a varía entre límites muy extensos,

dependientes no sólo de la clase de vehículo sino también de la naturaleza del pavimento

descendiendo hasta 0,01 en un firme liso,

Aproximadamente,

pueden tomarse como valores del coeficiente de resistencia total a la rodadura,

en horizontal y recta (resistencia a la rodadura + resistencias internas) los siguientes: Automóviles sobre fimlc de cemento

Automóvilesco'n bandaj es macizos ,sobre firme de ma·cadam

Tractores con bandajes macizos sobre buen firme

13 Kr- /-

30 30 25

Como términos medios pueden tomarse: Automóviles :C011 neumáticos Camiones con bandaj es macizos

Aumento de resis,tencia en curva

debido a que los planos de las ruedas no son exactamente paralelos al de la marcha,

sino que tienen una cierta inclinación,

que depende del ángulo en el centro de la curva

esta desviación del plano de la marcha produce un ligero aumento de resistencia interna,

para las curvas corrientes en las modernas carreteras (mayores de 10 metros),

esistencia al movimiento en las rampas

- El peso,

se descompone normal y paralelamente a la rampa,

en elos fuerzas: P cos a y P sen a,

siendo a el ángulo del camino con B

0:\L ___

Figura 23

ácticamente muy grande,

como a es muy pequeño admisible),

existe otra si la pendiente no lo es,

P cos a,

P sen ,a,

aunque no actúa en sentido contrario del

movimiento como una resistencia suplementaria,

qUE: puede valorarse en: Rp

P tg a = Pi,

si ésta se expresa en milésimas y P en toneladas,

se puede decir que la resistencia será de tantos kilogramos por tonelada como milímetros por metro tiene de pendiente el camino

Si en vez de recorrer el camino en el sentido de la rampa,

lo hiciel~a el venículo en el de la pendiente

entonces la fuerza Pi iría a sumarse al esfuerzo de tracción

Resistencia del aire

que marchan a pequeña velocidad

adquiere valores que es preciso tener en cuenta

La resistencia del aire está compuesta de dos partes: la resistencia propiamente dicha,

que la parte anterior del vehículo tiene que vencer,

y la originada por el vacío que se forma en la parte posterior del coche: ésta tiene más importancia que la primera

se tiencle a dar a los coches formas aerodinámicas,

en las cuales la parte posterior del vehículo se adapta al vacío que se produce,

La resistencia del aire,

viene dada por la fórmula: R a =KSV2

en la cual S es la mayor sección transversal o gálibo del coche en metros cuadrados

la velocidad en kilómetros por hora,

un coeficiente que depende de la forma y dimensiones del vehículo,

El pequeño valor del coeficiente K) hace que R a sólo adquiera una cierta importancia,

a partir de velocidades elevadas

Como se ve por la fórmula,

la resistencia del 'aire es independiente del peso del vehículo

para los valores citados de K y las unidades adoptadas,

R a viené expresada en kilogramos

Resistencia tota:l del movimiento

La resistencia total del

según se trate de marcha en el sentido de la rampa o de la pendiente

Material ferrQviario

rio son las 10comotoras y el material arrastrado o vagones

este último puede ser de diversas dases: para personas,

desde el punto de vista que nos interesa para nuestro estudio actual,

el establecimiento y conservación de la explanación,

El material arrastrado,

está formado por vigas 1Gngitudinales,

unidas por transversales extremas,

11 ~i-,

Figtn'a 24

el bastidor se apoya sobre los ejes de las ruedas por medio de muelles o ballestas

En los coches largos,

la caja se apoya sobre una ba1lesta,

con uniones especiales articuladas,

Las ruedas,

difieren fundamentalmente de las ruedas de los vehículos ordinarios: éstos se pueden mover libremente dentro de la explanación de la vía

el vehículo va forzosamente dirigido por los carriles y las ruedas van guiadas en ellos por las pestañas (fig

si la llanta de la rueda fuese cilíndrica,

seria preciso que el ancho interior entre las cabezas de los carriles y el exterior de las pestañas de las ruedas fuese exactamente el mismo

Si existiese una pequeña diferencia,

se producirían golpes constantes de la rueda contra la

que harían incómodo el movimiento 44

pues el violento trabajo del carril y pestañas podría producir la rotura de uno u otras

este inconveniente se evita con la conicidad de la rueda,

que permite un pequeño huelgo,

y hace sea posible un centramiento automático y suave del material en la vía

Los ej-es pueden ir montados en forma que permanezcan constapteniel}te paralelos entre sí,

) extremos se denomina "base rígida"

En los vehículos largos,

los ejes tienen un pequeño juego alrededor de un ej-e vertidal,

que los permite colocarse en las curvas,

según el radio ele las mismas

Los vehículos de gran longitud van montados sobre carretones,

que giran alrededor de ejes verticales

Normalmente,

son de dos o cuatro carretones

en grandes vagones y coches automotores

El ancho normal de la vía europea es de 1,435 metros

la vía tiene un ancho de 1,674

Las locomotoras pueden ser de vapor,

eléctricas o de aceite pesado

El bastidor de la locomotora va apoyado sobre los ejes de las ruedas

hay ejes unidos al motor o ejes adherentes) y ejes que sólo tienen por función soportar el peso de la locomotora o ejes libres

que deben dar un gran esfuerzo de tracción con velocidad reducida y las ruedas deben ser de pequeño diámetro,

todos los ejes pueden ser adherentes

donde el diámetro de ruedas ha de ser grande,

necesidades constructivas obligan a reducir el número de "ejes adherentes"

El tipo de locomotora se indica con tres números,

el intermedio de los cuales es el de ejes adherentes,

antes y después de los adherentes

El movimiento

Ecuaciones del movimiento

SupongamQs una rueda motriz (fig

Figura 25

Figura 26

si el firme y la rueda fueran dos superficies perfectamente lisas,

la rueda deslizaría sobre el firme,

pero como existe un coeficiente de rozamiento por rotación,

M) produce una reacción,

R) del firme sobre la rueda,

Si R es la resistencia total al movimiento,

R (1' + ab)

+ P (e + Ob) = R (1' + ab) + P (e + p ~ a)

ah) menor que el radio del eje,

es despreciable en relación con de la rueda

M= Rr+ P (e

Ejemplo: El mismo camino del ejemplo del epígrafe 55,

/hora y firme de hormigón hidráulico (fL = 0,60) se encuentran dos rasantes,

ú = 0,06 e i 2 =

se quiere calcular la curv,a de enlace en perfil

La distancia de visibilidad

la tangente del ángulo de las dos rasantes vale tg y = 0,06 0,05 = = 0,11

con una altura de la vista del conductor de 1,20 m

la tangente del ángulo de las rasantes no deberá exceder de

4 X 1,20

- = 0,0325

es precIso un enlace circular con un radio

271,81 m

las condiciones de regularidad de la marcha exigen,

sin tener en cuenta el coeficiente 2 por la brusca aparición de la fuerza centrífuga,

un radio mínimo V2 Rl =---3,6 2 X g

P = 350,

el va'lor de Rl resulta: R = 2

La Instrucción española exige: P

bastante superior a los determinados con arreglo a los criterios expuestos

Adoptando un radio,

la flecha del arco (máximo desmonte en relación con las rasantes rectas) será de 3,80 m

La curva se podría sustitutir por un poligono cuyos lados formasen entre sí,

un ángulo cuya tg a < 0,00125

la longitud del lado de dicho polígono sería: d=2R X

500 X 0

Es problema muchas veces complicado y que,

de no resolverlo en forma adecuada,

tiene ,consecuencias de importancia: para el tráfico que la vía ha de servir y para la estética de la obra en sí

Es costumbre equivocada resolver el problema del puente exclusivamente desde el punto de vista del paso del río,

dando una importancia secundaria a sus accesos

la colocación del puente normal al curso del agua obliga muchas veces al establecimiento de curvas de entrada y salida,

Accesos a puentes

estética de la obra pierda mucho,

pues no ha de olvidarse que los principales puntos de vista del puente están en el camino

En general,

un estudio detenido del problema permitirá llegar a soluciones aceptables

La rasante del puente nunca debe volver su concavidad hacia arriba,

pues ello repercutiría en un mal efecto mecánico a la vista

debe procurarse sea convexo hacia arriba,

y que las rampas de acceso sean rectas en una longitud,

La rasante del puente no debe ser recta,

pues dará lugar a una sensación de concavidad

la del puente debe trasladarse paralelamente a ella,

_1_ 500

cuando la inclinación de la rasante

el bombeo se reducirá en un 5 por 100 por cada 1 por 100 adicional

En el caso de que el puente esté situado en vaguada,

su rasante se establecerá en horizontal,

o con una inclinación muy pelqueña

las curvas verticales de acceso pueden tener una longitud muy pequeña,

Las anteriores recomendaciones son las que se insertan en el Boletín núm

Bienvenido Oliver reproduce en su publicación Curvas verticales en carreteras

STABILINI recomienda el enlace por una curva continua,

curva que puede ser de tipo sinusoidal (Le Strade,

Un estudio cuidadoso de cada caso,

teniendo como directrices fundamentales la necesidad de una rasante ligeramente convexa hacia arriba en la obra de arte,

y la mayor simetría posible de los accesos en relación con la vertical que pasa por el punto medio del puente,

darán una garantía de orden estético

el estuclio detallado de las condiciones de vialidad,

dará la seguridad imprescindible para el tráfico

estas normas deben aplicarse aún con mayor rigor que en el caso general del camino,

pues los puentes son siempre puntos peligrosos para la seguridad del tráfico

La locomotora se mueve sobre los carriles

para que las ruedas motrices avancen es preciso que el esfuerzo tangencial que ejercen sobre aquéllos no sea superior a la resistencia del rozamiento por rotación

puede elevarse a 1/4 cuando el carril esté muy seco o muy mojado,

y descender de 1/10 a 1/11 cuando esté solamente húmedo,

Ferrocarriles

Adherencia

bierto de materias grasas o de hojas caídas

Se puede aumentar,

echando arena seca o agua sobre los ,carriles,

'con ayuda de un tornillo sin fin movido a mano o por medio de un chorro de vapor

El esfuerzo máximo útil de una locomotora tendrá,

e'l producto del peso de los ejes motores (que se denomina peso adherente) por el coeficiente de rozamiento por rotación

Para los vagones,

rrientemente la fórmula binomia:

en la cual a y b son constantes experimentales

está expresado en kilómetros por hora,

la fórmula se refiere siempre a un solo vehículo

los valores de las constantes son,

a=2,5: b = 0,0003 para vagones de viajeros de 30 T

= 0,00032 para vagones de mer,cancías de íd

mitad abiertos y mitéVd cerrados

Se emplea también la fórmula trinomia Rv

que da la resistencia total de los vagones

con carretones y velocidades de 60-120 Km

La resistenci,a de la locomotora viene determinada por la fórmula R[ =a+bV2

Se emplea también la fórmula trinomia R[ =a+bV+eV2

en la cual: a= 7,39 a = 5,34 a=4,34 a= 3,93

b = 0,043 b = 0,051 b= 0,036 b = 0,033

e = 0,00053 para locomotoras 0-5-0 1-4-0 e= 0,00055 1-3-0 e= 0,00060 1-3-1 e = 0,00049

Para locomotoras eléctricas puede emplearse la fórmula de

'I'RONG:

24 S V2

P a es el peso adherente en toneladas

S es el área en m

Todas las fórmulas anteriores determinan el conjunto de las resistencias internas y resistencia del aire

Para el conjunto del tren se utiliza la fórmula

!' P t Y P v son respectivamente los pesos de la locomotora,

ténder y vagones

R ¡ y J(v los valores determinados anteriormente

El valor de R T es del orden de los 3,5 Kg

por tonelada de tren para velocidades medias

Influencia de las rampas

será de tantos kilogramos por tonelada de peso del tren como milésimas por metro tenga la pendiente

La resistenci

¡ total del tren en una rampa,

para una resistencia media de 3 Kg

valdrá: R = (3 i) p) siendo i la pendiente en milésimas y P el peso adherente

una rampa de 3 milésimas duplicará la resistencia del tren

Se ve lo interesante que es,

para la económica explota,ción de un ferrocarril,

Aun suponiendo queden dentro de límites que hagan posible el tráfico,

fácilmente se aprecia puede ser conveniente gastar,

la cantidad necesaria para reducir a un mínimo las pendientes,

y no tener la carga permanente que representa una explotación costosa

Límites recomendables S011:

Grandes líneas Líneas secundarias

Se puede llegar,

compatible con un buen servicio,

si no existe un tráfico pesado de mercancías

En ferrocarnles de trazado en montañas,

estas rampas excesivas no permiten más que una carga remolcada reducidísima

Pendiente en túnel

la resistencia del aire es mayor,

y menor el coeficiente de rozamiento por la humedad del ambiente,

que el vapor de la locomotora tiende a aumentar

actúa como una especie de lubrificante sobre el carril

es el coeficiente de rozamiento a cielo abierto,

según las condiciones del túnel,

especialmente de ventilación,

Pendiente en lasl estaciones

la pendiente límite no puede,

es recomendable no exceda de 0,002 m

Existe la costumbre de admitir en un perfil algunos tramos cortos con pendiente superior a la máxima

tramos que pueden salvarse por la fuerza de inercia del tren

pues existe siempre el peligro de una avería,

que obligue al tren a detenerse en ellos

Tramos de pendiente superior a la m

CAPÍTULO

Secciones transversales

Generalidades

al cual debe el ingeniero dedicar la máxima atención

De la sección transversal,

depende en proporción importante la capacidad d

la sección transv·ersal pesa,

en el coste de construcción de la vía

Por otra parte,

para fijar con a:cierto una sección transversal,

es imprescindible prever el tráfico futuro del camino

no sujeta a la rigidez de una fórmula,

es el buen sentido del proyectista el que ha de determinar la solución más conveniente

Visión amplia dd porvenir y,

o al menos inconveniente desde el punto de vista económico,

Para coordinar ambas necesidades,

tal vez más claramente que en ningún otro problema de ingeniería,

donde el proyectista ha de tener como guía el lema de máxima ambición al p1'oyectar,

ejecutando de momento sólo aquello que el momento exige,

pero haciendo posible para el futuro una ampliación fácil y económica

Que la falta de visión no ·constituya en el porvenir un obstáculo insuperable para la ampliación

Vamos a ver cómo influyen cada uno de los factores que en la fijación del perfil intervienen

Si un camino de dos vías de circulación cuesta,

vendrá si·empre aumentado proporcionaJmente al incremento del ancho

en cuanto el terreno no sea transversalmente uniforme,

aumentará más que proporcionalmente al incremento de ancho de la vía (fig

La repercusión económica del ancho del camino es,

máxime si tenemos en cuenta que el aumento del ancho ha de hacerse siempre por el total que corresponda a una vía completa

hacerlo con dimensiones menores,

El factor económico del coste de la obra

El factor económico de explotación de la vía

la máxima capacidad de circulación con un ancho determinado,

exige que el tráfico pueda marchar con la mayor velocidad comercial y la máxima seguridad

la velocidad para lograr el mínimo consumo de combustible ha de poderse mantener 10 más uniforme posible

La determinación del ancho preciso por vía de circulación depende de las dimensiones de los vehículos y su velocidad

3 vías

Desmonte = Terraplén =

2 8,80 m

Desmonte = 7,00 m

Aumento proporcuonal

De ancho

Figura 59

Las dimensiones norma:1es de los vehículos son las acotadas en las figuras 60 y 61

la tendencia en la construcción de vehículos de transporte de mercancías,

aún hoy,

El ancho de una vía de circulación está formado por el ancho del vehículo propiamente dicho,

más los anchos a y e de las zonas que quedan hasta el bordillo y b entre las vías de circ-ulación

el ancho del vehículo es una cantidad fija

para cada vía se tomará el ancho del vehículo de mayores dimensiones que ha de circular por ella

b y e dependen de la naturaleza del vehícu'lo y la velocidad de marcha

velocidades altas exigirán mayor dimensión suplementaria

En el gráfico de la figura 62,

utilizado para las autoestradas alemanas después de un detenib e predo estudio,

puede determinarse el sobreancho total s'= a ciso,

según las diferentes clases de vehículos y su velocidad,

En el Congreso de Carreteras de Wáshington se fijó el ancho de 3 metros por vía de circulación

En Inglaterra se admite 10 pies (3,05 m

) por cada vía de circulación y 11 pies (3,355 m

) cuando se trata de vías con una elevada proporción de vehiculos de gran ancho

el ancho mínimo total admitido es de 20 pies (6,10 m

excepto en zonas muy poco pobladas

La Instrucción española,

para el cálculo de los anchos de las diferentes categorías de caminos,

prescribe las siguientes dimensiones mínimas:

Aulomo'n/ de turismo

/)f¡jmetro del círculo de jira 14,8 n1

4utoáuses

11 1,82

Oiámetro de

Figura óo

-Dimel1

siones de los vehículos automóviles,

/Jos Yies de ciclistas en el mismo sen/ido

Oas ,ia'$ bordllJo

Z x 3:10 = 6:Z0}

6x30o=18oo

Figura 91

na abandonando el cumplimiento de su deber

por imprudencia de los conductores

En América del Narte,

se han suprimido las barreras en gran número de pasos a nivel

entonces es preciso avisar al conductor con la anticipación debida de la existencia del cruce y que aquél pueda ver si el tren está o no próximo,

la necesaria visibilidad de la vía

Ello obliga,

a obras más costosas que las de supresión del paso a nivel,

especialmente si el terreno es bastante accidentado

Las estadísticas americanas,

en exposición permanente de la Central Station,

demuestran la disminución de los acci-

dentes por la supresión de las barreras,

El tráfico de tranvías,

en el estudio de las vías urbanas,

merece especial atención: es causa,

por la rigidez de sus movimientos,

de un gran entorpecimiento en la circulación

la velocidad comercial de un tranvía,

en la zona general de circulación,

Tranvías

Figura 93

En los caminos en general,

el entorpecimiento y peligro que origina la circulación del tranvía,

mezclada con el tráfico general,

máxime si se tiene en cuenta que,

en las zonas fuera del casco mismo de la población

el tranvía tiene una sola vía y,

hay una dirección que va en sentido contrario del tráfico,

constituyendo un gran peligro y no menor entorpecimiento para la circulación generaL 150

Por otra parte,

y especialmente si no se trata de pavimento de alta resistencia,

la vía del tranvía es enemigo grande de la conservación del firme

Todo ello induce a recomendar,

siempre que económicamente sea posible,

que se separe el tráfico del tranvía,

Esta solución tiene indudables ventajas,

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Figura 94

para el tráfico general que para el tranvía,

que puede alcanzar velocidades comerciales mucho más elevadas

Desde luego,

en caminos importantes no se debe,

permitir el establcimiento del tranvía dentro de la zona de circulación general

Hoy empiezan a sustituirse los tranvías por trolebuses,

vehículos eléctricos que ruedan sobre neumá-

Figura 95

tomando la corriente de línea aérea,

por medio de un trolley especial

éste permite al vehículo un juego bastante amplio,

a ambos lados de la línea aérea

si no la independencia de un vehículo corriente,

si la suficiente elasticidad para adaptarse a las necesidades del tráfico

el centro de su vía de circulación y arrimarse a la acera para tomar y dejar a los viajeros

los obstáculos que existan en la vía

ventajas todas de importancia grande desde el punto de vista de la circulación,

TrQkoLclao

Figura 96

Calzada

O Iatc>

Figura 97

En cuanto a la conservación del firme del camino,

la no existencia de vías representa una ventaja: el trolebús no produce en el pavimento efecto mayor que un camión del mismo peso

En las figuras 90 a 97 pueden verse diferentes tipos de secciones transversales,

que servirán al lector de orientación para resolver los problemas que corrientemente suelen presentarse

CAPÍTULO

El trazado

El problema y el criterio

sea camino ordinario o ferrocarril,

En toda obra de ingeniería se puede elegir normalmente entre varias soluciones

más grande,

y en la elección de la solución ha de pesar principalmente el buen criterio de

no se pueden dar reglas concretas

únicamente se puede afirmar que e

! acierto en la solución escogida es función del exacto conocimiento del terreno a recorrer,

único modo de apreciar en su verdadera magnitud los distintos factores que puedan pesar en la elección

el exacto conocimiento del fin que la vía ha de cumplir,

permitirá medir el valor de las distintas soluciones en el momento de la elección

En primer término,

se han de determinar los puntos del paso forzoso del trazado,

pues se verá coaccionada por los intereses particularesse han de pesar muy cuidadosamente las ventajas que al interés público,

a 'cuyo servicio exclusivo ha de estar el ingeniero,

reportará el paso del trazado por un punto determinado

Escogidos los puntos fijos,

el unirlos representará la necesidad de salvar una serie de obstáculos naturales

por ejemplo: una cadena de montañas o un río

la elección del puerto más conveniente,

o del sitio de cruce del río,

deberá hacerse con todo cuidado

Si los obstáculos son pequeños,

tiene poca importancia económica

de un río ele gran caudal y fuertes avenidas,

la elección elel punto para establecer el puente puede pesar mucho en el presupuesto total

En la determinación de estos puntos secundarios ha de influir principalmente la razón económica,

teniendo en cuenta el conjunto del trazado,

puede resultar conveniente construir un puente caro,

si en el trazado se obtiene una economía que compense el mayor coste de la obra

Elegidos los puntos secundarios de paso,

de manera fija y concreta en unos casos,

CéJC/on

/TM de reducción de ,

gran cantidad de madera de entibación y de que el movimiento de materiales es sencillo y siempre descendente

En la figura 253 puede verse un esquema clásico del desarrollo de los trabajos

Este método ha sufrido

Túnel de Mont d'Or

la más interesante es la de llevar la galería de avance en la parte baja,

como puede verse en la figura 254

muestra el desarrollo de este procedimiento en el túnel de Mont d'Or

se detalla la aplicación de este método a la excavación del Metropolitano de Madrid por la sociedad Agromán

en los males se efectúa rápidamenFigura 256

Métüdo italiano

se utiliza principalmente en terrenos que,

en contacto con los agentes atmosféricos,

dando lugar a empujes excepcionales

La forma normal de desarrollar los trabajos es la il'ldicada en el esquema de la figura 256

Método italiano

método italiano

'------

_------/

Galería de avance

- ¡ ' "

Excavación

-------_

•••••••••••••• _

Construcción de la bóveda

-··_c

Destroza y construcción de los estribos

Esquema del desarrollo de los trabajos del Metropolitano de Madrid

(Atentamente proporcionado por la Empresa Agromán

puede alterarse el Ol-den de las dos primeras excavaciones

apoyando la entibación sobre el núcleo 1

para ejecutar la contrabóveda

la excavación se empieza por la parte superior (fig

es muy similar al método belga

Cuando el terreno ongma empujes excepcionales,

de fábrica en seco o rejuntada con mortero de ,cal,

para reducir al mínimo las escuadrías de la entibación,

deberían tener dimensiones excesivas y antieconómicas

la suficiente resistencia al apoyo de la entibación de zonas difíciles (fig

La fábrica provisional se va destruyendo,

a medida que queda completamente rev,estida la sección

Método austríaco

el trabajo puede desarrollarse en las dos formas que se indican en la figura 259,

el nuevo método austríaco es

consecuencia de los anteriores (fig

los esquemas no precisan explicación

Construcción de un túnel metropolitano a cielo abierto

Es muy acertada la forma de llevar a cabo la excavación de un túnel a cielo abierto,

empleada en el Metropolitano de Madrid (fig

(Atentamente proporclOnado por la Empresa Agromán

Excavaoión a ciclo abierto del Metropolitano de Madrid

rreno mismo sirve de encofrado para la construcción de la bóveda,

con gran economía en el coste de la obra

En un terreno incoherente,

la excavación ha de estar sin revestir el menor tiempo posible

pues la exposición del terreno excavado,

aumenta en gran proporción los empujes

Cuanto más incoherente sea el terreno,

más necesario es que la excavación vaya inmediatamente seguida del revestimiento

Por otra parte,

cuando los empujes son grandes,

la excavación total de la sección,

exigirá una entibación 'carísima

aprovechando el terreno mismo para sostener la entibación

La elección de uno u otro de los sistemas expuestos,

de la naturaleza y características del terreno a excavar

Resumen y criterio

Cuando sea posible,

para una buena estabilidad del revestimiento,

construir éste empezando por la bóveda,

como se hace en el método belga,

empezar por los estribos y terminar por la bóveda

Cuando se construya primero la bóveda habrá que adoptar las máximas precauciones,

Los métodos expuestos no son inalterables

pueden modificarse y se modifican constantemente en la práctica,

para resolver los problemas expuestos de :Ia manera más adecuada a cada caso particular

Métodos extraordinarios de excavación

y cuando existen grandes filtraciones

ZQnilde

Esquema del trabajo con escudo

siendo necesario recurrIr a procedimientos especiales

Son los más corrientes: 1

° Construcción de la sección fuera del terreno y su colocación por trozos,

en excavación previamente preparada

este sistema se emplea especialmente para túneles debajo del agua

" Método de congelación del terreno o consolidación por medio de inyecciones de cemento

° C:onstrucción a cielo abierto

Procedimiento del escudo

especialmente cuando tienen gran cantidad de agua,

precisa vaya la entibación inmediatamente después de la excavación

para evitar la filtración del agua y,

dando lugar a socavones y desprendimientos,

causa de cargas accidentales extraordinarias

el trabajo con estas garantías no es posible con los medios corrientes de entibación

no se puede entibar en el momento mismo en que se realiza la excavación,

ni pretender que las juntas entre las tablas sean impermeables

Por ello,

se recurre a construir un encofrado metálico continuo e impermeable por tanto,

empujado por unos gatos o pistones hidl'áulicos,

que se apoyan en la fábrica ya construída

El escudo avanza en el terr'eno

los cuchillos se van hincando dentro de él,

revistiendo el perfil antes de que la tierra se ex'Cave

esta primera zona va separada,

por un tabique metálico vertical,

el tabique tiene una entrada a la zona de excavación,

por la cual se va sacando el material excavado

ués del tabique de separación vertical,

queda una zona de trabajo en la cual se efectúan las

maniobras precisas para el avance del aparato,

extracción y carga de los materiales

en la cual no existe más que el revestimiento de la zona excavada y los gatos o pistones hidráulicos,

que sirven para hacer avanzar el conjunto del dispositivo

los gatos se apoyan sobre el revestimiento ya construído

La parte del escudo sujeta a trabajo más intenso,

tiene que estar construída con la mayor: solidez y debe poderse cambiar con facili·dad

se emplea la disposición de la figura 262

!da a la armazón del escudo simplemente por unos tárnillos,

que permiten cambiarla fácilmente· La armadura del escudo debe estar proyectada en forma tal,

que resista a los esfuerzos a que ha de soportar

será más reforzada a medida que los diámetros sean más grandes

cuando los diámetros son mayores de 3 metros,

se recurre a dividir el escudo por tabiques horizontales y verticales

Las dimensiones de los escudos hasta ahora construídos varían entre 2,10 y 9,30 m

su superficie de rozamiento es,

La potencia precisa para mover el escudo depende del coeficiente de rozamiento entre éste y el terreno: pue377

de 400 toneladas por metro de diámetro del escudo

Para disminuir el esfuerzo máximo preciso para mover el escudo,

una pequeña galería de avance (figura 263),

con lo cual la resistencia que el escudo encuentra

claro está que el trabajo se complica,

Figura 263

¡'ruoción de la galería de avance,

en un terreno de malas condiciones

Según Der Tunnel) la potencia que se necesita es la siguiente:

Diámetro del escudo,

Longitud del escudo

Toneladas

Con galería de avance

Toneladas

Avance a sección completa

Esfuerzo_en una sola prensa

El escudo,

se construye de forma circular,

aunque se han construído también alguna 'vez escudos de forma elíptica

Empleo del aire comprimido

pues hay que evitar filtraciones a través del encofrado,

que son causa de desprendimi,entos,

origen de cargas accidentales importantes

El empleo del aire comprimido

evitando las filtraciones y reduciendo la carga sobre la entibación