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 riel , placas de sujeción , sillas y sujetadores de riel se utilizan para referirse a partes o la totalidad de un sistema de sujeción de riel. Se han utilizado varios tipos de sujeción a lo largo de los años.
Historia y descripción general
Los primeros rieles de madera se fijaban a traviesas de madera con clavijas a través de orificios en el riel o con clavos. En el siglo XVIII, se empezaron a utilizar rieles de hierro fundido y también tenían orificios en el propio riel para permitir su fijación a un soporte. [1] Los desarrollos del siglo XVIII, como el riel con bridas y el riel de vientre de pez, también tenían agujeros en el riel; cuando se utilizaron traviesas de bloques de piedra, los clavos se clavaron en un bloque de madera que se había insertado en un hueco en el bloque. Se cree que la primera silla para riel se introdujo en 1797 y se unió al riel en la red vertical mediante pernos. [2]
En la década de 1820, los primeros rieles enrollados en forma habían comenzado a producirse inicialmente en forma de T, lo que requería una silla para sostenerlos; los rieles se mantenían en posición mediante cuñas de hierro (que a veces provocaban que el riel se rompiera cuando se forzaba hacia adentro) y luego 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 pestaña (en realidad, una viga en I distorsionada), que tenía un fondo plano y no requería silla; un diseño similar fue el riel del puente contemporáneo (de sección en U invertida con un ala inferior y colocada sobre traviesas longitudinales); Estos rieles se clavaron inicialmente directamente al durmiente. [4]
En la práctica norteamericana, el riel en T con bridas se convirtió en el estándar, y luego se usó con placas de sujeción. En otros lugares, los rieles en T fueron reemplazados por rieles de cabeza de toro con una apariencia de 'I' o 'figura de 8' redondeada que aún requería una silla de apoyo. Finalmente, el riel en T con bridas se convirtió en algo común en todos los ferrocarriles del mundo, aunque aún existen diferencias en el sistema de fijación.
Simbolismo y significado
Un Golden Tie, también conocido como Golden Spike o The Last Spike, puede usarse para simbolizar el comienzo o la finalización de un esfuerzo. Estos son con menos frecuencia plata u otro material precioso.
Históricamente, un Golden Spike ceremonial conducido por Leland Stanford conectaba los rieles del Primer Ferrocarril Transcontinental en los Estados Unidos. La valiosa punta de sujeción de 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 pico del ferrocarril ha entrado en la conciencia popular estadounidense de esta manera; La conducción del Golden Spike fue un punto clave en el desarrollo de la costa occidental de América del Norte y fue reconocida como un logro nacional y una demostración de progreso. Desde entonces, los trabajadores del ferrocarril han sido reconocidos en la cultura popular, incluso en canciones y versos. [5]
Más recientemente, un Golden Spike marcó la finalización del túnel de transporte más largo del mundo, el túnel de base de San Gotardo , que se inauguró el 1 de junio de 2016. El servicio ferroviario completo comenzó el 11 de diciembre de 2016. Su longitud funcional es de 57,09 km (35,5 millas) y es el túnel de tráfico más profundo del mundo.
Picos y tornillos
Picos de carril
Una púa de riel (también conocida como púa cortada o crampón ) es un clavo grande con una cabeza desplazada que se usa para asegurar rieles y placas base a traviesas de ferrocarril (traviesas) en la vía. A Robert Livingston Stevens se le atribuye la invención de la púa de ferrocarril, [6] cuyo primer uso registrado fue en 1832. [7] La púa de ferrocarril fue una invención que resultó del estado de industrialización en los Estados Unidos a principios del siglo XIX. siglo: los ferrocarriles ingleses de ese período usaban sillas de hierro fundido pesadas y caras para asegurar los rieles en forma de T; en su lugar, Stevens agregó una base de soporte al riel en T que podría fijarse con una simple púa. [8] [9] En 1982, el pico seguía siendo la sujeción de riel más común en América del Norte. Los tamaños comunes son de 9 ⁄ 16 a 10 ⁄ 16 pulgadas (14 a 16 mm) cuadrados y 5+1 ⁄ 2 a 6 pulgadas (140 a 150 mm) de largo. [10] : 582–3
Una púa de riel tiene una forma aproximada de cincel y una punta de borde plano; la púa se clava con el borde perpendicular a la fibra, lo que le da una mayor resistencia al aflojamiento. [11] La función principal es mantener el carril en ancho. Cuando se colocan placas de anclaje, el accesorio se hace lo más fuerte posible, mientras que cuando se fija un riel a la placa de unión o de unión, normalmente no se requiere que la púa proporcione una fuerza vertical fuerte, lo que permite que el riel tenga cierta libertad de movimiento. [10] : 455,581–2
En trabajos de menor escala, las púas todavía se clavan en las traviesas de madera martillándolas con un mazo de púas , aunque este trabajo manual ha sido reemplazado en gran parte por herramientas hidráulicas [12] y máquinas, comúnmente llamadas "púas" (una máquina que quita púas se llama un "tirador de picos"). [13] La división de la madera se puede limitar perforando previamente los orificios de 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 el estándar ASTM A65, para diferentes contenidos de acero al carbono. [14]
Una púa de perro 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 "soporte de placa") tiene dos orejetas a cada lado, dando la impresión de la cabeza de un perro y ayudar a eliminar las púas. [15]
Tornillos de silla
Un tornillo de silla es un tornillo de metal grande (~ 6 pulg. O 152 mm de longitud, un poco menos de 1 pulgada o 25 mm de diámetro) que se usa para fijar una silla (para riel de cabeza de toro), placa base (para riel de fondo plano) o para sujetar directamente un riel . Los tornillos de la silla se atornillan en un orificio perforado en el durmiente. [16] El tornillo de la silla tiene un costo de fabricación más alto que la púa de riel, pero tiene la ventaja de un mayor poder de fijación, aproximadamente el doble que una púa de riel [17], y se puede usar en combinación con arandelas de resorte . [dieciséis]
El tornillo de silla se introdujo por primera vez en 1860 en Francia (French tire-fond ) y se hizo común en Europa continental. [18]
Un tornillo de perro es una variante de nombre comercial de la punta de tornillo. [19]
Pernos de colmillo
También se han utilizado pernos de colmillo o pernos de anclaje de riel para fijar rieles o sillas a los durmientes. El perno de colmillo es un perno que se inserta a través de un orificio en el durmiente con una tuerca con colmillos que muerde la superficie inferior del durmiente. Para sujetar rieles de fondo plano, se puede usar una arandela de labio superior para sujetar el borde del riel. Son más resistentes al aflojamiento por vibraciones y movimiento del carril. [20] Se cree que son más eficaces que las púas y los tornillos, por lo que se utilizan en posiciones tales como placas de unión de interruptores (puntuales) [21] y en curvascerradas. [22]
Picos de primavera
Las púas de resorte o las púas de riel elásticas [24] se utilizan con rieles de fondo plano, placas de base y traviesas de madera. La punta de resorte sujeta el riel hacia abajo y evita que se vuelque y también asegura la placa base al durmiente. [25] La espiga Macbeth (nombre comercial) es unaespiga enforma de U de dos puntas, en forma de grapa, doblada para que parezca en forma de M cuando se ve de lado. [26] [27] También se han utilizado púas de una sola punta en forma de J invertida. [28]
Equipo de fijacion
El mazo de púas , también conocido como martillo de púas, es un tipo de mazo con una cabeza larga y delgada que originalmente se usaba para clavar púas. [29] [30]
La perforación manual de orificios y la inserción y extracción de clavos o tornillos han sido reemplazadas por máquinas semiautomatizadas o automatizadas, que son accionadas eléctricamente, neumáticamente, hidráulicamente o con un motor de dos tiempos. Las máquinas que eliminan picos se denominan extractores de picos . [31] [32] [33]
Soportes de carril
Sillas
Las primeras sillas de riel , hechas de hierro fundido e introducidas alrededor de 1800, se utilizaron para fijar y soportar rieles de hierro fundido en sus extremos; [2] también se utilizaron para unir rieles adyacentes. [34]
En la década de 1830 se introdujeron los rieles en forma de T (o riel paralelo en T de una sola brida ) y en forma de I (o en T de doble brida o en forma de toro ); ambos necesitaban sillas de hierro fundido para sostenerlos. [35] Originalmente, las llaves de hierro se usaban para encajar el riel en las mandíbulas verticales paralelas de la silla; estos fueron reemplazados por llaves enteramente de madera. [35] Las llaves de madera se formaron a partir de roble , se ablandaron al vapor y luego se comprimieron con prensas hidráulicas y se almacenaron en un secadero. Cuando se insertó en la silla, la exposición a la atmósfera húmeda hizo que la llave se expandiera, sujetando firmemente el riel. [36] La cuña puede estar en el interior o el exterior del riel. En Gran Bretaña solían estar en el exterior. [37]
Las sillas se han fijado al durmiente con clavos de madera ( trenails ), tornillos, pernos de colmillos o clavos. [38]
En la mayor parte del mundo, los rieles de fondo plano y las placas base se convirtieron en el estándar. Sin embargo, en Gran Bretaña, los rieles y sillas de cabeza de toro se mantuvieron en uso hasta mediados del siglo XX. [25] Ahora son en gran parte obsoletos, pero todavía se pueden encontrar en el metro de Londres y en algunos apartaderos . [ donde? ] [ cuando? ] [ cita requerida ]
Placas de amarre
Una placa de anclaje , placa base o placa base es una placa de acero que se utiliza en las vías del tren entre el riel en T con bridas y las traviesas . La placa de anclaje aumenta el área de apoyo y mantiene el riel al calibre correcto . Se sujetan a amarres de madera mediante púas o pernos a través de orificios en la placa.
La parte de la placa debajo de la base del riel se estrecha, estableciendo el peralte del riel, una rotación hacia adentro desde la vertical. La pendiente habitual es de uno en cuarenta (1,4 grados). La superficie superior de la placa tiene uno o dos hombros que se ajustan a los bordes de la base del riel. Actualmente se utiliza el tipo de doble hombro. Los tipos más antiguos de un solo hombro se adaptaban a varios anchos de riel, con el solo hombro colocado en el exterior (lado del campo) de los rieles. La mayoría de las placas son un poco más anchas en el lado del campo, sin las cuales las placas tienden a cortar más en el exterior de la atadura, reduciendo el ángulo de inclinación.
Muchos ferrocarriles utilizan tornillos grandes para madera , también llamados tirafondos , para sujetar las placas de unión (o placas de base) a las traviesas del ferrocarril.
Las placas de unión se empezaron a utilizar alrededor del año 1900, antes de lo cual el riel en T con brida se clavaba directamente en las traviesas.
Clips
Una variedad de diferentes tipos de clips de alta resistencia se utiliza para sujetar los carriles a la placa de base subyacente, uno más comunes es la Pandrol sujetador (clip Pandrol), el nombre de su fabricante, que tiene la forma de un clip rechoncha. [39] Otro es el Vossloh Tension Clamp. [40]
El nuevo fastclip de Pandrol se aplica en ángulo recto con el riel. Debido a que el clip es cautivo, debe instalarse en el momento de la fabricación de la traviesa de hormigón.
Anclajes de carril
Los anclajes de riel, también llamados anticreepers, son clips de acero de 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.
Púa de riel con placa de base encima de la brida
Track articulación y sillas
Cierre Pandrol 'e-Clip'
Cierre Pandrol 'fastclip'
Fijación con abrazadera de tensión
Fijación con perno
Riel de acero con llave en la silla
Ver también
- Vía permanente y vía permanente (historia) , descripciones de todo el sistema de vías.
- Fishplate , la barra que atornilla dos secciones de riel juntas
Referencias
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Otras lecturas
- Locomotoras y vagones de ferrocarril, Volumen 6 . Pub Simmons-Boardman. Corp. 1838. Del American Journal of Science and Arts "Experimentos sobre la adhesión de púas de hierro de diversas formas, cuando se introducen en diferentes tipos de madera"; por Walter B. Johnson, profesor de mecánica y filosofía natural en el Instituto Franklin, Filadelfia, págs. 357-360.
enlaces externos
- Imágenes: Keith Norgrove; et al. "Sociedad Scalefour - Detalles de la pista en fotografías II" . www.scalefour.org . Sociedad Scalefour.
- una vista de cerca de Pandrol fastclip