Parcial 1º Curso 09-10

8/18/2019 Parcial 1º Curso 09-10

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FERROCARRILES – PRIMER EXAMEN PARCIAL – 22-Enero-2010

NOMBRE Y APELLIDOS: __________________________________________Nº DE MATRICULA ____________________ D.N.I. __________________TIEMPO DE REALIZACION: 45 MINUTOS

PUNTUACIÓN: 20 PUNTOS

EJERCICIO Nº 1

1.- Una alineación curva de un trazado antiguo de ancho Renfe está formada por unas transiciones de 30m de longitud y una alineación circular de 400 m de longitud y radio R.

Calcular la máxima velocidad constante que puede lograrse en ese tramo con la condición de quelos trenes de viajeros puedan circular con la máxima comodidad posible para los mismos, es decir,con una aceleración lateral no compensada en caja de viajeros limitada al máximo valor permitido

por Renfe de 0,65 m/s

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, determinando para ello el peralte necesario y el radio mínimo R.

El coeficiente de flexibilidad o souplesse de los coches de viajeros es s = 0,6, y las condiciones queha fijado la Administración para las curvas de transición son:

dz/ds ≤ 3 mm/m dz/dt ≤ 70 mm/s dI/dt ≤ 60 mm/s

Conocidas estas limitaciones, se pide fijar también la condición que debe cumplir la variación conrespecto al tiempo de la aceleración no compensada a nivel de vía y la condición que debe cumplirla velocidad de giro del vehículo sobre su eje longitudinal. (8 pt).

2.- En un futuro próximo se va a modificar el trazado de forma que, manteniendo sensiblemente igual elradio de la curva circular, se alargarán las curvas de transición hasta lo máximo que permite la

limitación existente de 18,75 cm de retranqueo sobre la situación actual. Se pide calcular los nuevosparámetros geométricos de la alineación curva para que se pueda circular a la máxima velocidadconstante (que también se determinará) por toda la alineación manteniendo la misma limitación dela aceleración que le llega al viajero en la situación actual, y con los mismos trenes. (8 pt).

3.- Dibujar los diagramas de flechas, medidas con cuerda de 10 m de la alineación curva de ambassituaciones, indicando la longitud de cada una de las curvas. (4 pt).


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NOMBRE Y APELLIDOS: __________________________________________Nº DE MATRICULA ____________________ D.N.I. __________________TIEMPO DE REALIZACION: 40 MINUTOSPUNTUACIÓN: 20 PUNTOS

EJERCICIO Nº 3

Circulando un tren AVE sobre un terraplén, al paso de un eje cuya carga por rueda es de 100 kNmoviéndose a 200 km/h el descenso medido en la cabeza de carril en el punto en que la rueda pasasobre una traviesa es de 1 mm. De este descenso la parte correspondiente al acortamiento del pad deelastómero bajo el carril se ha medido también y es de 0,3 mm.

Los datos de la vía son los siguientes:

d = 0,6 m (distancia entre traviesas) A = 2.400 cm

2 = 0.24 m

2 (area activa aproximada del extremo de una traviesa monobloc DB)

EI60 = 6.426·106 Nm

2 (módulo resistente del carril UIC 60)

Se pide:

1.- Calcular por el método de Unold-Dischinger la carga vertical que el patín del carril transmite a latraviesa sobre la que está la rueda y a las dos traviesas adyacentes. Indicar el porcentaje de lacarga de la rueda que absorben esas 3 traviesas (3 pt)

2.- Calcular los descensos del carril sobre las dos traviesas adyacentes. (3 pt)

3.- Calcular:- la rigidez vertical global de la vía teniendo en cuenta el carril- la rigidez vertical global de la vía sin tener en cuenta la rigidez del carril- la rigidez vertical del pad de apoyo bajo patín y del conjunto de las capas de balasto y

plataforma, ambas en kN/mm.- Si se supone que el balasto tiene una rigidez vertical de 200 kN/mm, calcular la rigidez vertical

de la plataforma.

Supóngase en todos los casos que los sistemas funcionan como resortes elásticos en serie, es decir, que bajo el

patín hay tres resortes: pad, balasto y plataforma. La rigidez del hormigón de la traviesa se supone infinita. (4 pt)

4.- Utilizando el método de Zimmermann-Timoshenko estimar el coeficiente de balasto global de la via.Con este coeficiente de balasto calcular el descenso de las traviesas adyacentes y comparar elresultado con el obtenido por el método de Unold (5 pt)

5.- Estimar el descenso del carril sobre la traviesa si el tren pasa con la misma estructura de vía (carril,pad, traviesa y balasto) a un viaducto cuya vía está formada por esa misma estructura sobre un

tablero de hormigón cuya rigidez vertical se supone 2.000 kN/mm. De este descenso total calcular loque corresponde al acortamiento del pad y al descenso del balasto y del tablero. ¿Recibe la traviesabajo la rueda más o menos carga en el viaducto o en el terraplén? (5 pt)

Notas:

1.- Siendo δ (m/N) la inversa de la rigidez del apoyo las expresiones de Unold son las siguientes

3Lδ= λ

EI

1+48λ 4 p = q = +2p

3 3

Ao

1+3pR = Q

3pq

A1

1+ p - q 7+3p+6qR = . Q

1 p+q 3pq

2.- La expresión del asiento según Zimmermann-Timoshenko es la siguientex

-Lv

v

Qd x xz = e cos + sen

2ACL Lv Lv

siendo la longitud elástica 4V4E Id

L =A C


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NOMBRE Y APELLIDOS: __________________________________________Nº DE MATRICULA ____________________ D.N.I. __________________TIEMPO DE REALIZACION: 20 MINUTOS

PUNTUACIÓN: 15 PUNTOS

EJERCICIO Nº 2

Un tramo de vía de carril UIC-54 (54,4 Kg/m), traviesa H.P. y B.L.S, es colocado a temperatura .

En un primer proceso térmico la temperatura aumenta hasta , recuperando posteriormente la inicial

momento en que se constata que la máxima tensión térmica es de 200 kp/cm2 (tracción).

Finalmente la vía vuelve a calentarse hasta 34 , instante en que se verifica que cada carril se ha

alargado 6,92 mm, respecto a su longitud inicial al colocarse en vía.

Se pide:

a) Calcular yb) Dibujar los diagramas de esfuerzos térmicos correspondientes a los tres estados citados.

E = 2·106 daN/cm

2 α = 10

-5 ºC

-1 ρ = 7,85 t/m

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EJERCICIO Nº 4

Se pide contestar las siguientes cuestiones:

1.- Roturas, Fisuras y Desgastes de los carriles en servicio. (2 pt)

2.- Diferencias entre la sujeción del carril en la vía en balasto y en la vía en placa. (2 pt)

3.- Clasificación de las sujeciones atendiendo a la disposición de los elementos básicos, explicandocada caso. (2 pt)

4.- Explicar si existe alguna posibilidad de movimiento entre la traviesa y el carril cuando se dispone desujeción elástica. ¿Quien aporta la elasticidad de una sujeción en vertical hacia arriba, y haciaabajo? (2 pt)

5.- Ventajas e inconvenientes de la traviesa bibloque con respecto a la traviesa monobloque dehormigón pretensado. (2 pt)


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EJERCICIO Nº 5

Conocida la ecuación diferencial del movimiento de lazo de un eje ferroviario, explicar brevemente elfenómeno (2 pt), explicar por qué se produce (2 pt), cómo puede corregirlo el fabricante del tren (2 pt),qué debe hacer el ingeniero responsable de una línea si observa que un determinado coche sufre elfenómeno (2 pt) y cual será el valor máximo del esfuerzo lateral del eje sobre el carril causado por estemovimiento (2 pt).

2

t

γy " + V y = 0

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