CURVAS DE PERALTE Se denomina peralte a la pendiente transversal que se da en las curvas a la plataforma de una vía férrea o a la calzada de una carretera, con el fin de compensar con una componente de su propio peso la inercia (o fuerza centrífuga, aunque esta denominación no es acertada) del vehículo, y lograr que la resultante total de las fuerzas se mantenga aproximadamente perpendicular al plano de la vía o de la calzada. El objetivo del peralte es contrarrestar la fuerza centrífuga que impele al vehículo hacia el exterior de la curva. También tiene la función de evacuar aguas de la calzada (en el caso de las carreteras), exigiendo una inclinación mínima del 0,5%. Formula del peralte:
Donde α es el ángulo de peralte. El peralte se define justamente como esta tangente, así que es una magnitud adimensional.
COLOCACION DE LA VIA – PERALTE CURVAS DE TRANSICIÓN Y ENLACE Artículo 1 – Objeto de la norma El objeto de esta norma es la de indicar los valores límites a observar en la vía para el peralte real, para la insuficiencia de peralte, para el exceso de peralte, para la variación de peralte por unidad de longitud, para la variación de insuficiencia de peralte por unidad de tiempo, así como las reglas relativas a trazado, amojonado y condiciones a respetar durante la conservación. De la consideración y conciliación de estos valores límites resultará la elección del peralte a aplicar en una curva dada, la longitud de la curva de transición y la determinación de las velocidades límites admisibles. CAPITULO 1 DEFINICIONES Artículo 2.- Peralte, insuficiencia y exceso de peralte. Los vehículos al circular en curva soportan dos fuerzas: •
Una fuerza vertical resultante de su peso.
•
Una fuerza centrífuga, perpendicular al eje de la vía, proporcional al cuadrado de la velocidad V y a la curvatura de la vía (inversa del radio R),
Si la resultante de estas dos fuerzas no es perpendicular al plano de la vía, tiene en este plano una componente transveral. El sentido y el valor de esta componente es
función de la inclinación del plano de la vía sobre la horizontal. Se define esta inclinación por la diferencia de nivel entre la fila exterior de los rieles (radio mayor) y la fila interior (radio menor). Esta diferencia se llama peralte o desnivel. Esta componente transversal es nula si el peralte es igual al peralte teórico o peralte de equilibrio Pt y su valor es:
Como las velocidades de circulación sobre una misma curva son diferentes según los distintos tipos de trenes, el peralte real "p" es un valor que salvo excepción, se sitúa entre el peralte teórico correspondiente a la velocidad de los trenes más rápidos y el correspondiente a la velocidad de los trenes más lentos. Según la velocidad V los trenes circulan: •
Sea con una insuficiencia de peralte : I = pt – p
•
Sea con un exceso de peralte : E = p - pt
Según que pt sea superior o inferior a p. Para la elección del peralte, debe considerarse: •
la insuficiencia del peralte I para los trenes más rápidos (de pasajeros).
•
el exceso de peralte E para los trenes más lentos (de carga).
Artículo 3.- Variación de peralte y variación de insuficiencia de peralte. Entre la recta y la curva circular o entre dos curvas de radios diferentes, se establecen curvas de transición a lo largo de las cuales la curvatura proporcionalmente, o sea:
y el peralte p deben variar
p en mm. p = 1000
R en m. C se llama "coeficiente de peralte"
La variación de peralte ∆ p sobre una longitud ∆ l en la curva de transición se indica por la expresión
en mm por m, llamada gradiente de peralte o alabeo.
La variación de insuficiencia de peralte ∆ I durante un tiempo ∆ t se indica por la expresión
en mm por segundo; así para un tren circulando a la velocidad V (en
km(h):
Se tomará, en general, el valor correspondiente al tren más rápido. CAPITULO 2 DETERMINACION DE LOS ELEMENTOS CARACTERISTICOS DE LAS CURVAS DE LAS VIAS PRINCIPALES (Ver Comentarios N° 1 y 2) Para una curva de radio dado, el peralte de la curva circular, la longitud de las curvas de transición y la variación de peralte a lo largo de las curvas de transición están determinados en función de las consideraciones expuestas anteriormente que definen diversos valores límites a respetar. Artículo 4.- Peralte de la curva circular (p). Valor límite nominal del peralte:
El valor límite nominal no puede ser sobrepasado más que en casos muy particulares (por ejemplo, curva aislada difícil de mejorar, con el fin de evitar una limitación localizada de velocidad) y con la conformidad de la Gerencia de Vía y Obras sobre las líneas donde circulan trenes rápidos. Artículo 5.- Insuficiencia de peralte (I). Para los trenes de mayor velocidad el valor límite nominal de la insuficiencia de peralte se fija:
(x)
El valor límite será reducido a 115 mm para trocha 1,676 m, 100 mm para trocha 1,435 m y 65 mm para trocha 1,000 m cuando el estado de conservación de la vía no es satisfactorio.
Artículo 6.- Exceso de peralte para los trenes de carga lentos (E). Para el cálculo del exceso de peralte se considera la velocidad normal de circulación de los trenes de carga en la sección de línea considerada. 1 Los valores límites a respetar son función de la importancia del tráfico de carga.
2
El límite nominal no puede ser excedido sobre una línea determinada más que en pequeño número de curvas. En este caso el riel inferior debe ser controlado periódicamente. Artículo 7.- Coeficiente de peralte C. Es conveniente que el coeficiente de peralte C sea el mismo para una misma curva o una sucesión de curvas vecinas de radios diferentes, donde el tráfico circula en las mismas condiciones. Su valor es por convención un múltiplo de 15. Debe estar comprendido además entre 5/10 y 7/10 del coeficiente de peralte teórico calculado para la velocidad mayor. Se toma 5/10, si la velocidad máxima se aleja mucho del promedio de velocidades generalmente desarrolladas y 6/10 o 7/10 si las velocidades máxima y mínima son muy próximas una de la otra. C debe responder a la relación:
Artículo 8.- Variación del peralte en las curvas de trenes de transición ∆ p.
Valor límite nominal:
mm/m, sin sobrepasar 4 mm/m.
V = velocidad del tren más rápido (km/h). Artículo 9.- Variación de la insuficiencia de peralte en las curvas de transición para los trenes más rápidos ∆ I Valor límite nominal:
Esta variación de insuficiencia de peralte es calculada para la zona de la curva de transición donde las variaciones de flecha y de peralte son constantes. CAPITULO 3
DISPOSICIONES PRACTICAS DE APLICACION Artículo 10.- Principios generales. En el momento de construcción de nuevas vías o en ocasión de su renovación o de modificaciones importantes de trazado, se debe tener en cuenta los valores límites nominales definidos anteriormente para evitar corregir el trazado y el peralte de las curvas si una elevación de la velocidad máxima de la línea fuera encarada o si se produjera un sensible aumento del tráfico de cargas. A los efectos de limitar los desplazamientos de las curvas, no se debe en principio sobrepasar los valores límites nominales, salvo en el caso de aumento de la velocidad de los trenes más rápidos que circulan en la "Super-Red" y en las líneas de los grupos UIC 1 a 7, y esto con la previa autorización del Jefe Departamento de la Región y siempre que las condiciones siguientes sean cumplidas: •
perfil de balasto de acuerdo a la N.T.V. y O.N° 2.
•
peralte proporcional a la curvatura (ver N.T.V.O. N° 4).
•
existencia de suavizaciones a la entrada y a la salida de las curvas de transición (ver N.T.V.O. N° 4).
•
separación de dos curvas de transición sucesivas por una distancia mínima de 30 m o enlace único entre dos curvas sucesivas de sentido contrario (ver Comentario N° 4).
•
número reducido de trenes rápidos.
Las características de las curvas de la "Super-Red" y de las vías principales de las líneas de los grupos UIC 1 a 7 serán sometidas en todos los casos a la aprobación del Jefe de Departamento de la Región antes de su ejecución. Artículo 11.- Determinación de las velocidades límites en las vías principales. La velocidad límite permitida sobre un trazado nuevo a mejorar será determinada mediante la realización de un estudio considerando los valores límites dados en el Capítulo 2. Será finalmente confirmada por el Jefe de Departamento de la Región, una vez ejecutados los trabajos y luego de su examen de: 1°.-
Los antecedentes recogidos del estado físico de la vía.
2°.-
De los resultados de ensayos de circulación con la determinación de las medidas de las aceleraciones transversales sobre los vehículos. 3
Sin embargo, estos ensayos de circulación serán solamente realizados si la nueva velocidad límite considerada sobrepasa los 120 km/h o si los valores límites nominales de la insuficiencia de peralte y la variación de la insuficiencia de peralte son sobrepasadas. Artículo 12.- Peralte y variación de peralte en las vías generales secundarias, vías de servicio y en obradores. 1°.-
Para las vías generales secundarias que puedan ser recorridas a velocidades relativamente elevadas, las reglas serán las mismas que para las vías principales. No es sin embargo indispensable realizar la proporcionalidad absoluta entre el peralte y la curvatura, ni tener en cuenta la variación de la insuficiencia de peralte en las curvas de transición.
2°.-
En las vías auxiliares, puede ser necesario dar peralte, aún cuando el valor de la velocidad sea bajo, para reducir el desgaste del riel exterior. El coeficiente de peralte entonces será fijado en 15 a lo sumo, con un peralte máximo de 80 mm. En los sectores donde existen aparatos de vía en curva, las variaciones de peralte o desnivel para las vías de servicio no deben exceder los valores que se indican a continuación: a)
Dentro del aparato de vía en la zona comprendida desde el talón de agujas hasta cinco metros afuera del talón del cruzamiento:. 2 mm/metro
b)
Desde el talón de aguja hasta los cinco metros afuera del extremo de las contra agujas: 0,6 mm/metro
c)
Afuera de las áreas indicadas: 5 mm/metro.
Las vías y vías auxiliares enlazadas a la vía principal deben estudiarse de manera que los empalmes se realizan con curvaturas suaves y sin variaciones bruscas de peralte. El perfil longitudinal de éstas, en ningún caso deberá sobrepasar los 5 mm/m. 3°.-
En los sectores de trabajo las rampas de empalme se realizarán respetando para la variación de peralte los límites que se definen a continuación: •
3 mm/m en caso de limitación a 80 km/h.
•
4 mm/m en caso de limitación a V ≤ 60 km/h.
Las tolerancias para la intervención inmediata están definidas en el Artículo 17 – 1°. Artículo 13.- Ejecución de un trazado preciso de curvas y de curvas de transición. En las líneas donde circulan trenes rápidos de pasajeros a una velocidad superior o igual a los 60 km/h 4, el empleo del sistema de corrección de curvas por el método de las flechas es obligatorio, como así también la realización de suavizaciones correctas en las dos extremidades de cada curva de transición. Las reglas a seguir para la aplicación de este método, como así también las condiciones que debe satisfacer un trazado correcto, están expuestas en la N.T.V.O. N° 4. Los trazados realizados por las máquinas alineadoras aprobadas por Ferrocarriles Argentinos son igualmente admitidos.
Artículo 14.- Estaqueado y amojonado. El estaqueado y amojonado de las curvas con el objeto de la aplicación de método de las flechas se efectúa conforme a las indicaciones de la N.T.V.O. N° 4. La materialización de las curvas se realiza por medio de estacas fijas, bornes o postes, a distancia determinada de los rieles. Artículo 15.- Enlaces de cambios de pendiente (curvas verticales). En la colocación de vías nuevas o renovadas, se deben realizar los enlaces de cambio de pendiente en los puntos en que éstos se producen cuando la diferencia algebraica de los declives es igual o superior a 4 mm por metro. El radio de este empalme, en las líneas donde la velocidad límite es igual o superior a 100 km/h, es de 10.000 m, es decir que el declive varía en 1 mm por metro cada 10 m. El enlace debe replantearse antes de su materialización mediante estacas niveladas. En las líneas donde la velocidad límite es inferior a los 100 km/h, el radio es de 5,000 m, es decir que el declive varía en 2 mm por metro cada 10 m. Además sea cual fuere la velocidad autorizada, los cambios de gradiente deben ser evitados, en las obras de arte no balastadas, en los aparatos de vía y en las curvas. Artículo 16.- Modificación de los trazados y peraltes existentes. Estas modificaciones sólo pueden realizarse por orden del Jefe de Departamento o con su aprobación. En todas las modificaciones de trazado o de peralte debe cuidarse de no limitar o reducir el espacio ofrecido a la circulación del material rodante o el transporte de cargas excepcionales. Artículo 17.- Condiciones que deben ser respetadas durante la conservación. 1°.-
Fuera de las revisiones integrales de la vía es conveniente prestar atención a las variaciones anormales de peralte que puedan encontrarse, en el transcurso de las inspecciones, o en los gráficos de registro del estado de vías. Las correcciones deben realizarse cuando (ver comentario N° 6): a)
El peralte difiere del peralte que corresponde en una cantidad igual o superior a 10 mm para las vías principales, 15 mm para las vías secundarias y 20 mm para las vías de servicio. 5
b)
El alabeo medido sobre una base de 3 m alcanza los valores siguientes, en estos casos la intervención debe realizarse sin demora:
V es la velocidad del tren más rápido. Estos valores límites de defectos de peralte o desnivel y alabeo son válidos tanto para recta como para curva y deben ser respetados. Los valores de alabeo indicados se entienden son medidos bajo carga, es decir, teniendo en cuenta el baile eventual de la vía. En los trabajos de renovación, el alabeo debe ser corregido si sobepasa los mínimos valores límites indicados conforme a las limitaciones de velocidad impuestas. Se hace notar que las tolerancias indicadas en este artículo, son únicamente tolerancias de confort y no de seguridad, pero los defectos que sobrepasan estos valores deben corregirse sin demora para evitar la disminución del confort y el deterioro inadmisible de la vía. Es conveniente corregir tales defectos en un plazo cuya brevedad sería en función del volumen y de la importancia del tráfico. En los casos excepcionales, hundimiento de la infraestructura de la vía por ejemplo, en donde pueden aparecer súbitamente defectos de alabeos importantes, no se debe demorar, para vías principales y secundarias, en aplicar una limitación de velocidad que no debe ser mayor de 12 km/h, con vigilancia permanente hasta la corrección, si la deformación alcanza o sobrepasa los valores siguientes:
2°.-
En el transcurso de las revisiones integrales y de nivelaciones fuera de la revisión integral, en curvas los capataces deben verificar la nivelación y alineación de la vía, corrigiéndolas si fuera necesario. a)
Si se efectúa una alineación manual, la tolerancia admitida para las distancias a las estacas fijas de curva, después del trabajo, será de 2 mm. Entre dos estacas fijas sucesivas, la vía se alinea de manera de obtener la flecha correcta en el punto medio, y para las vías recorridas por trenes rápidos, también en los puntos situados en el cuarto y en las tres cuartas partes de la distancia entre 2 estacas sucesivas.