La presente innovación se refiere a un sistema constructivo de vía en placa para ferrocarril mediante el empleo de piezas prefabricadas unidas en obra con hormigón autocompactable.

La invención realizada consta de dos piezas prefabricadas, una prelosa de base, que representa también una innovación, y dados prefabricados comerciales que contienen las fijaciones de carril. Se parte de una subbase ejecutada in situ sobre la cual se tienden las prelosas y dentro de éstas, en unos huecos destinados para ello, los dados. Es preciso apear provisionalmente los dados hasta que mediante hormigón autocompactable se solidariza el conjunto. Este sistema constructivo reduce la mano de obra y facilita el posicionamiento de la vía respecto al método de hormigonado in situ. Además, presenta un acabado liso, adecuado tanto para el tránsito peatonal como para la circulación de vehículos de emergencias sobre neumáticos, en el caso de incidencias.

Sistema constructivo de vía en placa para ferrocarril mediante el empleo de piezas prefabricadas unidas en obra con hormigón autocompactable.

Objeto de la invención

La presente invención se refiere a un sistema constructivo de vía en placa para ferrocarril convencional o de alta velocidad, en el que se emplean piezas prefabricadas unidas en obra mediante hormigón autocompactable.

Antecedentes de la invención

En España, actualmente, el empleo de vía en placa se suele restringir a túneles, viaductos o infraestructuras urbanas y, en estos casos, el método elegido para la ejecución es el "top-down", es decir, se sitúa el carril en su posición final suspendido de pórticos y debajo de él se construye la placa de hormigón. Los tipos de vías así realizadas hasta el momento requieren de un complejo aparellaje para poder construir la vía con la precisión geométrica requerida, así como una mano de obra relativamente especializada para poder lograr dicha precisión geométrica. Estas circunstancias son críticas en túneles, donde el espacio disponible es menor y las condiciones de trabajo son más penosas.

Existe experiencia en el empleo de piezas prefabricadas para la construcción de vía en placa, pero éstas suelen adolecer de varios problemas comunes a todas:

• Una variedad de tipos poco adaptable a los requerimientos de curva o pendiente, con lo que es preciso el empleo de muchas piezas diferentes o de sistemas relativamente complejos para conseguir la geometría de la vía con un único tipo de molde de la placa.

• Requieren una colocación muy precisa de piezas de gran envergadura.

Aunque la gran mayoría de las líneas de ferrocarril que se construyen actualmente se diseñan adoptando la solución de vía sobre balasto, recientes estudios y aplicaciones (por ejemplo, la línea de Alta Velocidad alemana Colonia - Main) han puesto de actualidad las ventajas de la vía en placa. Éstas pueden resumirse en una baja necesidad de mantenimiento, bajo cargas elevadas o tráfico intenso.

Ya en 1924, en Japón, se tendió por primera vez un sistema de superestructura rígida en un túnel. Sustituyendo el balasto, se colocaron bloques de madera con dimensiones de 600 × 250 × 150 mm y se monolitizaron con hormigón, constituyendo un apoyo bajo cada hilo de carril. Sería en Japón, tras los resultados de la explotación de la primera línea de Alta Velocidad (Tokaido, de 515 km de vía sobre balasto), abierta en 1964, donde se puso de manifiesto la necesidad de buscar nuevos diseños de vía. En su segunda línea de Alta Velocidad (San-yo, de 554 km), abierta en 1975, se construyeron 281 km realizados en vía en placa. En las restantes, el porcentaje de este tipo de vía supera el 90% de la longitud total de la línea.

En 1964, Roger Sonneville desarrolló un tipo de vía en placa denominado STEDEF, cuya primera aplicación la realizaron los Ferrocarriles Federales Suizos (CFF), en 1966, en el túnel de Bozberg. La circulación diaria sobre esa vía es de más de 10000 t, con velocidades de 125 km/h.

Alemania es el país que ha desarrollado un mayor número de soluciones de vía en placa. Desde hace más de cuarenta años han construido tramos experimentales con soluciones diferentes: línea de pruebas en Hirschaid (1967), Rheda y Oelde (1972), tramos de Dachau-Karlsfeld (1977) y Munich-Nordring (1979).

La aplicación de técnicas de prefabricación a la vía en placa permite optimizar el diseño de la placa, aprovechando más eficientemente las características de los materiales. Por otra parte, el uso de elementos prefabricados facilita, en general, la reparación de la placa en el caso de que se produzca alguna avería en la vía. Por todo ello, no es de extrañar que en numerosos sistemas de vía en placa se adopten, en mayor o menor medida, elementos prefabricados. Entre ellos, cabe destacar las siguientes realizaciones:

• Vía en placa con placas completamente prefabricadas: entre ellas, cabe reseñar las soluciones japonesas, la IPA (Italia) y la BÖGL (Alemania).

• Sistemas de vía sin balasto con traviesas apoyadas: soluciones con mezcla bituminosa como subbalasto, vía sobre placa asfáltica con traviesas en Y (Alemania), vía ATD (Alemania), solución GETRAC (Alemania) o las traviesas apoyadas sobre placa de hormigón según el sistema RETHWISCH (Alemania).

• Vía en placa con elementos prefabricados embebidos en la placa: Solución RHEDA (Alemania), en sus diferentes evoluciones; solución ZÜBLIN (Alemania), solución STEDEF (Francia), sistema SAT S312 (Francia), vía LVT - Low Vibration Track (Estados Unidos), solución COOPSETTE (Italia) y la solución de bloques elásticos EDILON.

Los métodos habituales de construcción de vía en placa empleados en España requieren una gran cantidad de mano de obra, además de un gran esfuerzo técnico debido al elevado requerimiento geométrico que exigen las infraestructuras ferroviarias.

La presente innovación surge gracias a la aparición de una variante del hormigón convencional, el hormigón autocompactable, material que rellena perfectamente los espacios de los encofrados sin necesidad de compactación. Surge de aquí la idea de prefabricar al máximo la vía en placa, con el consiguiente abaratamiento, y construir la vía mediante el método "top-down", uniendo las piezas prefabricadas con hormigón autocompactable y consiguiendo, de este modo, el nivel de precisión requerido. Adicionalmente, se reduce en gran medida el volumen de hormigón colocado en obra y la mano de obra necesaria en la fase de ejecución in situ.

Descripción de la invención

La invención consiste en un sistema de vía en placa en el que se emplean piezas prefabricadas que se unen en obra mediante hormigón autocompactable. Se parte, al igual que en otros tipos de vía en placa, de una solera de hormigón de baja regularidad geométrica. Sobre esta solera se apoya este nuevo tipo de vía en placa, que consta de dos piezas prefabricadas: una base constituida por prelosas, que representan una innovación, y bloques prefabricados existentes en el mercado para el apoyo de los carriles. Al emplear bloques de hormigón comerciales, cuyo comportamiento en vía está contrastado, se evita el uso de sujeciones especiales (por ejemplo, la IOARV 300), de elevado coste. Por otro lado el diseño de la vía admite muy diferentes tipos de bloques prefabricados variando únicamente el tamaño de las acanaladuras que han de albergarlos.

Para constituir un tramo de vía se colocan de manera sucesiva estas nuevas prelosas que, además de constituir parte de la placa portante, sirven como encofrado para el hormigón autocompactable. Estas prelosas de base poseen dos acanaladuras destinadas a albergar a los dados y al hormigón autocompactable que los ha de unir con la prelosa de base constituyendo la vía en placa. En la figura 1 se puede ver una sección del sistema constructivo y también una planta de un tramo de vía, donde se destaca una de las prelosas sujeto de innovación (1), los dados prefabricados comerciales (2), el hormigón autocompactable que sirve de unión entre las piezas prefabricadas (3) y la colocación final de los carriles (4).

Como ya se ha mencionado, la unión de las dos piezas empleadas se realiza mediante hormigón autocompactable. Este hormigón posee una trabajabilidad muy alta combinada con una buena resistencia, por lo que es capaz de fluir bajo los bloques rellenando los huecos y creando, de este modo, una unión firme que no sería alcanzable con hormigón convencional.

El sistema constructivo desarrollado es muy flexible respecto al trazado en planta y alzado de la vía, admitiendo las pendientes y peraltes máximos de cualquier tipo de infraestructura ferroviaria convencional sin tener que emplear más piezas que las descritas. En concreto, se ha tomado como peralte máximo 180 mm en ancho UIC, un 20\textperthousand de pendiente longitudinal y cargas de tráfico de categoría D4, es decir, 225 kN de carga por eje y un peso de 80 kN/m.

La prelosa desarrollada para este sistema constructivo se puede observar en una de sus posibles realizaciones en la figura 2 en forma de planta, alzado y perspectiva isométrica. Esta realización concreta tiene 320 cm de ancho (a), 60 cm de longitud (b) y 40 cm de espesor (c). Como se puede ver, posee dos acanaladuras que sirven para alojar los dados prefabricados comerciales, que además poseen un sobreancho a cada lado respecto del mínimo necesario para albergar cada dado. Esto es así para permitir una...

1. Sistema constructivo de vía en placa para ferrocarril constituido por piezas prefabricadas unidas en obra con hormigón autocompactable, que consta de una pieza inferior o prelosa que tiene carácter resistente y también sirve de encofrado para la colocación de los bloques de fijaciones.

2. Sistema constructivo de vía en placa para ferrocarril caracterizado por emplear dos piezas prefabricadas, una prelosa de base y dados prefabricados, que se unen en obra mediante hormigón autocompactable. El resultado es una placa de hormigón resistente y con una regularidad superficial que facilita el tránsito de personas y vehículos sobre neumáticos en casos de emergencia.

3. Prelosa prefabricada de hormigón, según la reivindicación 1, caracterizada por poseer dos acanaladuras que sirven para alojar los dados prefabricados comerciales y el hormigón autocompactable que ha de unir ésta con los dados prefabricados.