Obras De Arte En Vías Ferreas.docx

1. OBJETIVOS 1.1. OBJETIVO GENERAL Identificar las diferentes obras de arte requeridas en la construcción de las vías férreas. 1.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS  Explicar el funcionamiento de cada tipo de obra de arte.  Describir el proceso constructivo para dichas obras.  Mostrar ejemplos donde se complemente el funcionamiento de las obras de arte con la infraestructura ferroviaria.

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2. OBRAS DE ARTE 2.1. ALCANTARILLAS Las estructuras de drenaje más extraordinarias son los puentes y las alcantarillas, responsables principalmente del drenaje transversal, es decir, del paso de grandes volúmenes de agua, ríos, entre otros a través de la obra, en una dirección perpendicular a ella. Para obras ferroviarias, las alcantarillas deben tener una luz igual o inferior a 4m, estimando una vida útil de máximo 50 años, reconsiderando el caudal de aguas que pasa por ellas y la necesidad de mantener, agrandar o eliminar la alcantarilla. A continuación se muestra el tipo de alcantarillas más utilizadas en los proyectos ferroviarios. 2.1.1. ALCANTARILLAS – TRAMOS METÁLICOS MENORES DE 5 M Se usan tramos metálicos con luces que varían desde 1m hasta 5m, cuentan con tablero superior y consta de dos vigas armadas tipo doble T debidamente arriostradas. Figura 1. Alcantarilla con tramos metálicos menores de 5m

Fuente: Manual Integral de Vías 2.1.2. ALCANTARILLAS TIPO CAJÓN Las alcantarillas tipo cajón están hechas de hormigón armado, son empleadas en obras de arte en estructuras viales. También utilizadas en alcantarillados de aguas servidas, drenajes pluviales y para conducir cualquier tipo de agua en

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secciones cubiertas. El rango más usual de aplicación de este tipo de estructura es de luces entre 3 metros y 6 metros, alturas entre 4 metros y 9 metros, admitiéndose varios múltiples para luces iguales o mayores a cuatro metros. Puede ser de sección cuadrada y rectangular con sus respectivos muros de alas. Figura 2. Alcantarilla tipo cajón

Fuente: Manual Integral de Vías

2.1.3. ALCANTARILLAS TIPO TUBOS O CAÑOS Generalmente cuando las corrientes de agua son reducidas, se les da paso mediante alcantarillas formadas por tubos. Para pequeños diámetros es suficiente fabricarlos con mezcla húmeda de cemento y arena. Pueden ser de caños hormigón, caños tipo arco, de hierro, tipos PVC, barrilones y planchado. Se construyen de varios o múltiples tubos. Figura 3. Alcantarilla tipo tubo

Fuente: Manual Integral de Vías

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2.1.4. ALCANTARILLAS TIPO BÓVEDAS DE MAMPOSTERÍAS Las bóvedas son estructuras cuya sección transversal interior está formada por tres partes principales: El piso, dos paredes verticales que son las caras interiores de los estribos y sobre estas, un arco circular de medio punto o rebajado, que es el intradós de un arco estructural de sección variable con un mínimo de espesor en la clave. Figura 4. Alcantarilla Bóveda

Fuente: Manual Integral de Vías

2.1.5. DUCTOS SUBTERRANEOS Este tipo de ductos tienen menores diámetros que los de una alcantarilla y generalmente son solicitados por terceros para atravesar bajo la vía férrea como cañerías a presión, cables de energía y comunicaciones entre otros. Se exige una serie de condiciones para la colocación de estos ductos entre las cuales se tiene: Las cañerías a presión deben ser reforzadas ya sea de acero estructural, aceros corrugados u hormigón armado, con un diámetro igual al doble del diámetro de la cañería de trabajo. El refuerzo debe estar a mínimo un metro bajo la cara inferior de los durmientes de la vía férrea.

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En el caso de cables de comunicación deben ir dentro de tubo PVC o similar a 1.4m bajo la cara del durmiente, a distancias menores el tubo PVC sufre deformaciones por la carga de tren. Cuando los ductos llevan agua a presión deben contar a ambos lados de la vía, cámaras de inspección y válvulas de corte. Las cámaras deben ubicarse en lo posible a 6m exactos del eje de la vía hacía la parte exterior. Los gaseoductos deberán ser diseñados con las normas AREMA, o normas dispuestas en cada país, pero en ningún caso, el espesor de la cañería de refuerzo o de la de trabajo si no hay refuerzo, será menor a 9mm. Las cañerías de baja presión que no lleven refuerzo, no deberán llevar soldaduras de terreno baja la vía y además de esto deberán protegerse con plástico de color a 50cm de profundidad bajo la cara inferior del durmiente y tener señalización a ambos lados de la vía. Figura 5. Ducto subterráneo

Fuente: Extraído de http://www.tierraverde.cl/img/elec-subte.jpg

2.1.6. PASOS SUPERIORES Para el caso de los ferrocarriles, este tipo de pasos son obras estructurales que pasan por sobre las vías férreas que pueden ser puentes carreteros, pasos peatonales o ductos aéreos.

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Se debe considerar en este tipo de proyectos que no se pueden realizar excavaciones de ningún tipo a menos de 3m del eje de la vía más cercana. En caso de que sean necesarias excavaciones a una menor distancia o de una profundidad mayor que 1.5m bajo la cara inferior del durmiente, se debe presentar el correspondiente soporte de entibaciones para trabajar con tráfico. Otro aspecto importante a tener en cuenta es que por debajo de estas obras pasa la catenaria energizada de ferrocarriles por lo cual se debe tomar las debidas precauciones durante el proceso constructivo. Cuando se tiene circulación de peatones se deben diseñar protecciones permanentes para evitar posibles accidentes. Figura 6. Paso superior (Entre La Hiniesta y Andavías)

Fuente: http://afzamorana.es/obras_fabrica/paso_hiniesta1.JPG

2.1.7. VIADUCTOS O PASOS INFERIORES Estas estructuras son puentes ferroviarios que pasan por sobre caminos o carreteras. Su diseño es como cualquier puente exceptuando la parte arquitectónica, la cual debe seguir la normatividad que establecen los requisitos de urbanismo y requisitos viales que se encuentra en el Manuel de carreteras para vías urbanas establecido en cada país. Se deben instalar señales o galibómetros a la entrada del viaducto para prevenir choques laterales al puente ferroviario. Figura 7. Paso inferior. (Entre Moreruela y Piedrahita)

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Fuente: Fuente: http://afzamorana.es/obras_fabrica/paso_hiniesta1.JPG

2.1.8. PONTONES Y PUENTES Un puente es una estructura destinada a salvar obstáculos naturales, como ríos, valles, lagos o brazos de mar; y obstáculos artificiales, como carreteras, con el fin de unir caminos. Las fundaciones de los puentes nuevos deben diseñarse para una vida útil mínima de 100 años. Las fundaciones son obras de hormigón armado que deben ser verificadas con las normas propias del hormigón y en base a La verificación de la fatiga admisible, se realizará con el 100 % de los esfuerzos producidos por el tren de carga mayorado con el coeficiente dinámico: En caso de otros materiales, como el aluminio o el titanio, que pueden servir para diseñar y construir puentes ferroviarios, pero aún no están normalizados, y como no son de uso corriente, su costo es altísimo. Cualquier material, distinto del acero y del hormigón, que quiera ser utilizado por los ingenieros proyectistas para diseñar puentes ferroviarios, o elementos de ellos, deberá ser presentado con todas las licencias y normas para su uso. CLASIFICACIÓN DE LAS ACCIONES Las acciones hacen caso a los diferentes agentes externos o internos que pueden influir en el comportamiento de un puente. Las acciones se pueden clasificar atendiendo a:

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1. Su naturaleza: • Acción directa: fuerza aplicada sobre la estructura (peso propio, sobrecargas de uso, etc.).• Acción indirecta: deformación o aceleración impuesta a la estructura (acciones reológicas, térmicas, sísmicas, etc.). 2. Su variación en el tiempo: • Acciones permanentes de valor constante (G): son las que actúan en todo momento en posición y con magnitud constantes, una vez que la estructura es apta para entrar en servicio (peso propio de la estructura, del balasto y de los elementos funcionales). • Acciones permanentes de valor no constante (G*): son las que actúan en todo momento, pero con magnitud no constante. En este grupo se incluyen acciones cuya variación se produce en un único sentido en función del tiempo transcurrido, tendiendo hacia un valor límite (acciones reológicas). • Acciones variables (Q): son acciones externas a la estructura que pueden actuar o no actuar (sobrecargas de uso, acciones climáticas, etc.). • Acciones accidentales (A): son aquellas cuya posibilidad de actuación durante un «período de referencia» establecido, es pequeña, pero cuyos efectos pueden ser considerables para ciertas estructuras (impactos de vehículos, seísmos, etc.). 3. Su variación espacial:• Acciones fijas: son las que se aplican siempre en la misma posición (por ejemplo el peso propio de los elementos estructurales y funcionales).• Acciones libres: son las que pueden actuar en diferentes posiciones (por ejemplo las sobrecargas de uso). 4. La respuesta estructural que producen: • Acciones estáticas o cuasi-estáticas: son las que no provocan oscilaciones o vibraciones significativas en la estructura o en sus elementos estructurales.• Acciones dinámicas: son aquellas que pueden originar oscilaciones o vibraciones significativas en la estructura o en sus elementos estructurales. TIPOS DE PUENTES FERROVIARIOS -

PÉRGOLAS.

Figura 8. Puente Pergolas.

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Fuente: Puentes ferroviarios tipologías.Disponible https://construblogspain.wordpress.com/2013/10/22/puentes-ferroviariostipologias/

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Las pérgolas son las estructuras por defecto a ejecutar cuando resulta necesario cruzar esviadamente otro elemento lineal existente de gran anchura (léase autopista, río o canal, otra línea ferroviaria, etc.). En el caso de pérgolas en obras ferroviarias, a diferencia de las carreteras, se suelen solidarizar los nervios o vigas a través de elementos longitudinales, previsiblemente debido a las limitaciones de deformación y mayores sobrecargas. -

PUENTES CON TABLEROS INDEPENDIENTES.

Esta es la otra solución existente para cruces esviados, se utiliza cuando las longitudes son menores que en el caso de las pérgolas. Básicamente consisten en la ejecución de dos tableros independientes, uno para cada vía, apoyados .Figura 9. Puentes con tableros independientes.

Fuente: Puentes ferroviarios tipologías.Disponible https://construblogspain.wordpress.com/2013/10/22/puentes-ferroviariostipologias/

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PUENTES DE VIGAS PREFABRICADAS

Dentro de esta clasificación existen desde un punto de vista ferroviario dos tipos, los tableros de vigas doble “T” y los tableros de vigas artesas.

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La tendencia actual en el caso de tableros con vigas artesas es que se instalen dos (2) vigas, una por cada vía en el caso de vías dobles. Su ejecución viene limitada más por el acceso a la zona, la altura de las pilas y demás, económicamente suelen ser muy competitivos. Figura 10. Puentes con vigas artesas.

Fuente: Puentes ferroviarios tipologías. Disponible en: https://construblogspain.wordpress.com/2013/10/22/puentes-ferroviariostipologias/

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PUENTES COLGANTES Y ATIRANTADOS.

La teoría dice que este tipo de disposiciones es óptima para cargas uniformemente repartidas y de menor cuantía, por lo que no es muy utilizado en obras ferroviarias, únicamente en casos de que las luces sean tan grandes que no se pueda utilizar otra tipología. Figura 11. Puente arco.

Fuente: Puentes ferroviarios tipologías. Disponible https://construblogspain.wordpress.com/2013/10/22/puentes-ferroviariostipologias/

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Y otra disposición, muy famosa, consiste en la ejecución de arcos ojivales abatidos en el centro del tablero que absorben las fuerzas horizontales y asimismo sirven para librar luces mayores. Figura 12. Puente con arco ojival.

Fuente: Puentes ferroviarios tipologías. Disponible https://construblogspain.wordpress.com/2013/10/22/puentes-ferroviariostipologias

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2.1.9. TUNELES Un túnel es una obra lineal subterránea o una perforación horizontal abierta artificialmente sobre el terreno, cuyo objetivo funcional es el de establecer la comunicación más directa posible entre dos lugares. Su construcción se debe a la necesidad de atravesar un obstáculo natural, generalmente macizos montañosos o cursos de agua, fluviales o marinos; o para el aprovechamiento del uso del suelo de zonas urbanas en grandes ciudades. Se trata de obras en que el espacio está limitado a la sección transversal y cada uno de ellos es un caso particular que debe estudiarse separadamente. Los distintos tipos de túnel y sus principales funciones: A continuación se mencionan algunos de los factores que se tienen en cuenta para el proceso de diseño y construcción de túneles. Figura 13. Factores relacionados con la función de cada túnel.

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Fuente. Experiencia en la construcción de túneles de alta velocidad. Disponible en: https://upcommons.upc.edu/bitstream/handle/2099.1/12594/tesina.pd

La figura que se presenta a continuación muestra características que permiten realizar una comparación entre los diferentes tipos de túneles en base a uss características geométricas. Grafica 1. Principales características diferenciadoras.

Fuente. Experiencia en la construcción de túneles de alta velocidad. Disponible en: https://upcommons.upc.edu/bitstream/handle/2099.1/12594/tesina.pdf La ventilación e iluminación de los túneles de carretera es habitual a partir de determinadas condiciones de su trazado. Generalmente, en el marco ferroviario y para túneles en plena vía, la experiencia pone de manifiesto que, excepto en los casos de túneles de gran longitud cuyo trazado sea curvo o esté mal orientado con relación a los vientos dominantes, no es necesaria la ventilación artificial ya que con el efecto pistón del tren es suficiente. Tipos de túnel ferroviario Túneles artificiales o falsos túneles (excavados a cielo abierto “trinchera” o simplemente cubiertos), Túneles de mina, excavados directamente sobre el macizo rocoso del obstáculo másico a franquear.

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Los túneles urbanos atraviesan el subsuelo de las ciudades y son necesarios para que las circulaciones ferroviarias tengan acceso a las terminales, que están normalmente situadas en lugares céntricos de las poblaciones. Estos túneles se caracterizan por tener que soportar un tráfico elevado ya que gran número de líneas confluyen en ellos. Los túneles interurbanos podemos son los que atraviesan todo tipo de formaciones montañosas, son característicos por la gran longitud que tienen sin recurrir a una pendiente excesiva. Los túneles que salvan formaciones montañosas y que podemos diferenciar tomando como elemento tipológico la situación relativa en que se halla el túnel respecto a la base de la montaña, pudiendo distinguir entre: Túneles de cota: De corta longitud y característicos en los trazados de alta montaña. Túneles de altitud media: Tienen ya una montera importante, son de longitud media. A este tipo de túnel pertenecen la mayoría de los túneles existentes construidos en el siglo pasado. Túneles de base: Son los de cota más baja y los de mayor montera, de ahí reciben el nombre ya que atraviesan la montaña por la base (por el valle). Son los que presentan mayores dificultades por su considerable longitud, por las fuertes descompresiones de las rocas y por las elevadas temperaturas. 1 Figura 14. Túneles que salvan formaciones montañosas

Fuente. Experiencia en la construcción de túneles de alta velocidad. Disponible en: https://upcommons.upc.edu/bitstream/handle/2099.1/12594/tesina.pdf

1Experiencia

en la construcción de túneles de alta velocidad. Disponible en: https://upcommons.upc.edu/bitstream/handle/2099.1/12594/tesina.pdf

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2.1.10. PASOS A DESNIVEL Cuando la densidad del tráfico ferroviario y carretero es muy elevados, las posibilidades de colisión en el cruce aumentan, aumentando así la peligrosidad. Ante situaciones de este tipo es necesario construir cruces a distinto nivel. Dependiendo de las características topográficas, urbanísticas y paisajistas, el cruce en desnivel puede ser un pasaje superior o un pasaje inferior. Para ferrocarriles, los pasos superiores son las obras estructurales que pasan por sobre las vías férreas, y pueden ser puentes carreteros, pasarelas peatonales o ductos aéreos. También se debe tomar en cuenta que por debajo de estas obras, pasará la catenaria energizada de Ferrocarriles, por lo que se debe tomar precauciones durante la construcción y, en caso de pasarelas peatonales, diseñar protecciones permanentes para evitar accidentes. En el caso de ductos aéreos de líneas energizadas, gaseoductos u oleoductos se exige el cumplimiento de las normas de la Superintendencia de Electricidad y Combustibles. 2.2. PROCESO CONSTRUCTIVO 2.2.1. MATERIALES EMPLEADOS: La mayoría de los puentes existentes en la red ferroviaria chilena son metálicos, por tres razones fundamentales: 1. Por la característica propia del acero de aceptar cargas cíclicas durante mucho tiempo (mínimo 1,4 millones de ciclos). 2. Por su menor peso propio. 3. Por la facilidad de instalación sin mayores interrupciones de tráfico. Sin embargo, estos puentes producen una discontinuidad en las vías férreas, lo que hoy día es muy mal evaluado para los trenes de pasajeros que buscan priorizar la comodidad. Por tal motivo, en los ferrocarriles de alta velocidad, en países europeos y Japón, con trazados totalmente nuevos, los puentes son todos con tableros de hormigón armado, de manera de dar continuidad a la vía férrea balastada (con piedra

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chancada), y de disminuir las interferencias naturales entre el tráfico y el mantenimiento. Como no hay vías separadas para la carga y los pasajeros, se está imponiendo el concepto de no tener interrupciones de vía balastada en luces menores a 25 metros, por lo tanto, los puentes de 25 m o menos deben ser con tablero de hormigón armado y para luces mayores, en lo posible, en tanto el factor económico no sea preponderante. En las últimas líneas construidas en EFE, en la década de 1950 y 1960, donde no se presentaban problemas de tráfico, los puentes fueron diseñados íntegramente en hormigón, en forma independiente de sus luces. Acero Estructural La norma de EFE para el cálculo de puentes metálicos es de 1947, por lo tanto se refiere a los aceros existentes a esa fecha y hace la siguiente diferenciación: • Para puentes existentes debe considerarse acero con límite de fluencia de 2.200 kg/cm². Sin embargo, en la mayoría de los ensayos realizados a partes de elementos de puentes de principios de siglo, se encontró que las fatigas admisibles igualaban o superaban al acero A 37-24 ES actual. • Para puentes nuevos, se refiere a los aceros dulces St.37 y de alta calidad St.48 y St.52 que corresponden a denominaciones de la antigua norma DIN. También acepta los fierros y aceros fundidos para los apoyos, y la diferenciación entre ellos era por el porcentaje de carbono: con más de 0,5% de C se considera acero. Actualmente, hay muchos tipos de acero dependiendo de su composición química, su resistencia a la ruptura, su límite de estiramiento y porcentaje de él antes de la ruptura. Además, en la norma americana AREMA y en la norma de EFE en preparación, se recomienda conocer la resistencia a los impactos de los aceros. En la norma chilena NCh 203 Of. 77 se establecen los aceros A 37-24 ES, A 4227 ES y A 52-34 ES, correspondiendo el primer número a la fatiga de ruptura, el segundo a la fatiga de fluencia (límite de estiramiento), ambas en kg/mm² y las letras ES a Estructural Soldable.

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Los trenes o cargas móviles provocan en el acero fatigas que varían de modo alternativo y frecuente entre 0 a un máximo y/o de compresión a tracción, motivo por el cual, en caso de acero tradicional, se usa el método elástico de cálculo. Hasta la fecha, no es posible establecer exactamente el número de ciclos reiterativos (histéresis) que resisten los aceros, por lo tanto, no se conoce exactamente la vida útil de los puentes y es bastante variable en los distintos elementos del puente dependiendo de cómo trabajan dichos elementos: • Para calcular el nº de ciclos de las vigas longitudinales traseras, se multiplica el nº de ejes de un tren por el nº de trenes y por el tiempo de trabajo. • Para calcular el nº de ciclos de las vigas principales o cordones de los puentes, sólo hay que multiplicar el nº de trenes por el tiempo de trabajo. Lo anterior es válido si nunca se ha hecho trabajar el acero a fatigas superiores a la fluencia. Una importante desventaja del acero en la construcción de nuevos puentes, es la corrosión, inherente al material, la que debe ser permanentemente controlada con un plan de mantenimiento adecuado, para evitar pérdidas de sección excesivas, y que requiere tener que realizar el cambio del perfil comprometido cuando ya no es posible controlar la corrosión con el esquema de pintura. Actualmente existen pinturas anticorrosivas y esmaltes de recubrimiento de excelente calidad, así como también existen aceros inoxidables, pero indudablemente esto encarece los costos de inversión y mantenimiento. Los primeros puentes de ferrocarriles se protegieron con pintura alquídica que dio regular resultado, por lo que Ferrocarriles en los años 80 estudió el tema con diversos proveedores de pinturas, alquídicas, vinílicas y epóxicas, estableciendo una norma que balancea los costos con la efectividad de la protección, la que está basada en el Manual del Instituto Chileno del Acero para protección de las estructuras metálicas y en el Steel Structures Painting Council, de EE.UU. Otros Materiales Evidentemente existen otros materiales, como el aluminio o el titanio, que pueden servir para diseñar y construir puentes ferroviarios, pero aún no están normalizados, y como no son de uso corriente, su costo es altísimo.

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Cualquier material, distinto del acero y del hormigón, que quiera ser utilizado por los ingenieros proyectistas para diseñar puentes ferroviarios, o elementos de ellos, deberá ser presentado con todas las licencias y normas para su uso; además, deberán avalarse con experiencias previas comprobables y por expertos reconocidos en el país. Como un ejemplo de uso de material no probado lo suficientemente a la fecha, como para conocer su comportamiento en puentes ferroviarios para velocidades mayores a 140 km/h, es el sistema de muros de tierra retenida en estribos o suelos armados en los terraplenes de acceso a los puentes. 2.2.2. FUNDACIONES DE LOS PUENTES: Las fundaciones de los puentes nuevos deben diseñarse para una vida útil mínima de 100 años. Las fundaciones son obras de hormigón armado que deben ser verificadas con las normas propias del hormigón. Tradicionalmente, en EFE se han aceptado fatigas admisibles de suelo entre 2 y 4 kg/cm², pero actualmente deben calcularse con las fatigas admisibles del suelo indicadas por los ensayos de suelos. La verificación de la fatiga admisible, se realizará con el 100 % de los esfuerzos producidos por el tren de carga mayorado con el coeficiente dinámico: Peso propio + Sobrecarga + Frenaje en caso de apoyos fijos Peso propio + Sobrecarga + Sismo en caso de apoyos móviles También deben verificarse los estribos para el caso de peso propio sin sobrecarga más sismo. No es necesario verificar el caso de frenaje durante un sismo, y si se hace se acepta una fatiga de suelo aumentada en un 33 % debido a la superposición de cargas eventuales. En el caso de pasos inferiores, es decir que el tren pasa por sobre una carretera, se aceptarán fundaciones directas.

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En el caso que las fundaciones estén en el lecho de ríos o pasos de agua, deberán hacerse los estudios hidráulicos necesarios para determinar la socavación esperada. Es posible aceptar que los estribos se diseñen con fundación directa puesto que estas estructuras se pueden proteger fácilmente, siempre que se haya estudiado bien su ubicación en la ribera del río, pero en las cepas, situadas generalmente en los lechos de los ríos, las fundaciones deben ser sobre pilotes o indirectas. Sobre los pilotes, hay diversas alternativas de elección, ya sea hincados o preexcavados, de acero en distintos perfiles -tradicionalmente en EFE se hacían de rieles y, más antiguamente, de madera– de hormigón armado in situ o pretensado. Los ensayos de mecánica de suelos entregan parámetros que ayudan a determinar el tipo, el largo y la sección del pilote y elegir según la resistencia al hincado vertical, los estratos de suelos que se deban pasar, el comportamiento del suelo hacia los pilotes vecinos, etc. También deben respetarse las normas de diseño de un grupo de pilotes: de 1 a 5 diámetros de separación entre ellos; cabezal que los haga trabajar en conjunto y abarcando un diámetro hacia fuera del último eje de pilotes; en lo posible, no ubicar pilotes en los ejes de la estructura; no utilizar pilotes flotantes, es decir, deben llegar hasta un estrato firme; en caso de pilotes de hormigón, que siempre debe ser armado, diseñarlos con los esfuerzos del pilote más solicitado; en caso de pilotes de rieles u otro perfil metálico, para ser considerados como tales deberán hincarse mínimo 8 m y dar un rechazo de 1 cm en los últimos 20 golpes. Desde hace más de 30 años las universidades investigan el comportamiento del suelo ante cargas estáticas y dinámicas (sismos), haciendo modelos con resortes y amortiguadores, simulando distintas rigideces, tanto para la estructura misma como para la fundación de zapatas o pilotajes, sin embargo no se han entregado normas distintas a lo que tradicionalmente se ha hecho en cuanto a pilotajes y sólo se recomienda un buen estudio de la mecánica de suelos y la observancia estricta de la norma sísmica chilena en cuanto a las zonas sísmicas establecidas. Actualmente, hay programas computacionales, como el Zap 2000, cuyos autores aseguran hacer los mejores diseños, pero no deben aceptarse sin el respectivo respaldo y análisis de un ingeniero calculista. 2.2.3. CIERRES DE VÍA: Inicialmente, cuando se empezó a construir la red ferroviaria, la faja de las vías férreas era delimitada por muros de ladrillo en las zonas urbanas, y por cercos de alambres en las zonas rurales. 18

Pese a que la ley establece que son los propietarios colindantes los responsables del mantenimiento de estos cercos, con el tiempo se fueron deteriorando, ya sea por el desgaste natural o por destrucción deliberada por terceros. En la actualidad, en la mayoría de los sectores es imprescindible cerrar la faja vía para que los trenes puedan circular en forma segura, a la velocidad y con la frecuencia que se propone en los nuevos proyectos ferroviarios. Por lo tanto, se considera conveniente normalizar el tipo de cierros para diversas circunstancias de uso. En el último tiempo se ha estudiado diversos proyectos ferroviarios, los que han propuesto una serie de cierros de diverso tipo, los que pueden agruparse como sigue. Cierres para Zonas Urbanas muy Pobladas y Entornos de Estaciones En estos sectores se recomienda instalar dos tipos básicos, según la aplicación: • Cierros de muros llenos: albañilería de ladrillos u hormigón armado. Los cierros pesados de hormigón prefabricado han dado buenos resultados. No así los cierros de placas de hormigón (tipo bulldog), que están fácilmente expuestos a actos de vandalismo y son objeto de robos. • Cierros de reja tipo Metro: en estaciones y sectores urbanos donde predominan los conceptos de estética y paisajismo. Cierres para Zonas Urbanas Medianamente Pobladas En estos sectores se recomienda instalar dos tipos básicos, según la aplicación: • Cierros de malla metálica reforzada. Los cierros de mallas prefabricados tipo Acmafor han dado buenos resultados. • Cierros de reja tipo Metro: en estaciones y sectores urbanos donde predominan los conceptos de estética y paisajismo. Cierres para Zonas Rurales

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En estos sectores se recomienda instalar cierros transparentes, preferentemente de alambre de púas. En los sectores cercanos a centros poblados o donde se requiera un cerco de mayor estándar, se recomienda utilizar postes prefabricados de hormigón con codo tipo A45 y 8 corridas de alambre de púas, como se muestra en el diseño en anexos. En otras zonas se puede instalar los cercos de 5 hilos de alambres de púas según el modelo estándar del Manual de Carreteras del MOP. 2.2.4. OBRAS DE ARTE COMPLEMENTARIAS Se entiende por obras complementarias, las que, como su nombre lo indica, sirven para complementar un diseño de obra ferroviaria, ya sean obras provisionales para mantener el tráfico de los trenes, u obras definitivas, como las utilizadas para la defensa de los puentes y de terraplenes. Obras Provisionales Una obra muy utilizada en Ferrocarriles, tanto para construir puentes o ductos subterráneos, como para reanudar el tráfico luego de un accidente en la vía férrea, es la colocación de tramos metálicos existentes en EFE, de diversas luces, para formar puentes provisorios que permiten construir, reconstruir o reparar obras de hormigón armado o terraplenes bajo la luz libre que dejan. Estos tramos se colocan con “cortadas de tráfico”, cuya duración dependerá de la densidad de tráfico del sector, pero que en general no son de más de 4 horas, en las cuales deben hacerse los diferentes trabajos necesarios: desarmar la vía férrea, construir apoyos con castillos de 2 corridas de durmientes, colocar el o los tramos provisorios previamente preparados con los durmientes de trabajo y rearmar la vía. Las “cortadas de tráfico”, una vez autorizadas por EFE, las solicita un inspector de vía a un inspector de tráfico y pueden o no, dependiendo de los elementos a utilizar en las maniobras, necesitar cortadas de energía por la catenaria en el caso de vías electrificadas. Cuando el tramo o la luz libre necesaria son pequeña, se utilizan paquetes de rieles como vigas provisorias, en la misma forma descrita en el punto anterior. Otras obras provisorias son las entibaciones, necesarias cuando la luz libre de los tramos provisorios no permite dejar el talud natural en las excavaciones. Para

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ellas se deben presentar los cálculos y croquis correspondientes para la aprobación de EFE. Obras definitivas La defensa fluvial de los puentes, es una obra definitiva que permanentemente hay que inspeccionar y controlar, puesto que las condiciones que sirven para el diseño, pueden cambiar con el transcurso de los años. En primer lugar, es necesario realizar el estudio hidráulico del río que pasa bajo el puente, con el perfil longitudinal del eje hidráulico y perfiles transversales, que comiencen, en lo posible, desde otro puente aguas arriba, hasta 100 m aguas abajo del puente ferroviario. Con este estudio deberá decidirse por la defensa más apropiada para las cepas y los estribos. Lo recomendable para puentes existentes es la protección con piedra de defensa de regular tamaño, es decir entre 800 y 1500 kilos, y su colocación una a una. En el caso de protección de taludes, debe comenzarse la colocación de piedras, aproximadamente 1m bajo la socavación esperada formando un pie de talud y subiendo con una inclinación de 1 V: 1,5 H. También son aconsejables en las luces más expuestas a socavación, hacer radieres o zampeado con piedra de defensa menor, entre 300 y 800 kilos, y hormigón H5 con un diente de 50 cm de profundidad mínima y 30 cm de ancho al comienzo del radier. Este diente se puede ver en lámina tipo de alas en V. En el caso de ser necesario proteger los terraplenes de la vía férrea, lo más aconsejable son los muros de hormigón armado. Estos deben calcularse para el empuje de tierra natural, el empuje debido a la sobrecarga móvil y el sismo correspondiente. EVALUACION DE OBRAS EXISTENTES Las obras de arte existentes deben evaluarse según cómo y cuándo fueron diseñadas. Los puentes de hormigón armado pueden ser reparados restableciendo el recubrimiento de sus enfierraduras, pero en ningún caso aumentar su capacidad por encima del equivalente al tren tipo C. Recomendaciones para reforzar puentes de acero 21

1. Verificar si se han hecho refuerzos anteriores y si existen elementos con acero original. 2. En lo posible, establecer los ciclos que han soportado los aceros antiguos. 3. Debe establecerse el porcentaje de corrosión existente, y limpiar y colocar anticorrosivos antes de poner los elementos nuevos. 4. El espesor mínimo de los nuevos perfiles y planchas debe ser 10 mm. En cuanto a la infraestructura de los puentes, prácticamente, el mejor método para estimar el estado de los estribos y cepas de un puente es la inspección visual y el diagnóstico subjetivo: 5. Determinar si existen fisuras. Si así fuera, pueden marcarse con testigos que permitan visualizar cualquier cambio en ellas para detectar una situación de riesgo, siendo lo más recomendable en caso de fisuras que aumentan, tomando en cuenta los años de vida útil que tienen las cepas o los estribos, la reconstrucción de la estructura. 6. Instalarse en estribos y cepas para sentir las vibraciones que se producen al paso de los trenes, las que no debieran ser mayores a las producidas por sismos leves (grados 2 a 3 de la escala de Mercalli).

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3. BIBLIOGRAFÍA Reglamento de Ductos para atravesar con sólidos, líquidos o gases las líneas de los ferrocarriles. Recomendaciones de diseño para proyectos de infraestructura ferroviaria. Sección 5, Obras de arte. Santiago de Chile, 2003. Manual Integral de Vías. Capítulo 10, Obras de Arte. Nuevo Central Argentino S.A. Octubre 2014. Manual de Normatividad Férrea, parte 1. Capítulo 3.0 especificaciones de construcción, sección obras de drenaje.

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