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3.1.1. Prácticas actuales en el diseño de durmientes. En las prácticas actuales, los análisis de los durmientes se comprenden de cuatro pasos [15]: ‐ Considerar un factor dinámico. ‐ Calculo de las cargas de las bases del riel. ‐ Asumir un patrón de distribución de esfuerzos bajo el durmiente. ‐ La aplicación de un equilibrio estático a un modelo estructural del durmiente. a) Factor del coeficiente dinámico. En las prácticas actuales, la carga de la rueda es considerada como estática, lo anterior quiere decir que aunque se considera un caso de estudio dinámico debido a las cargas de impacto provocadas por las irregularidades en las ruedas de los vagones de los trenes, los análisis se fundamentan bajo condiciones estáticas, teniendo en cuenta un factor de coeficiente dinámico. Tabla 3.1. Relaciones recomendadas para el coeficiente del factor dinámico. Fuente Relación. AREA Φ 1 5.21 Eisenmann Φ1 ORE Φ1α β γ DB BR India Φ1 30000 ;14.5 1.5 10 10 Φ 8.784 / Φ1 58.14 . South Africa Φ 1 4.92 CA Φ1 19.5 / WMMTA 1 3.86 10. SADEGHI Φ 1.098 8 10 10 Norma Mexicana para Durmientes de Concreto P 1.5 74
Investigaciones alrededor de todo el mundo han recomendado varias fórmulas y valores para el coeficiente dinámico. La tabla 1 presenta un resumen las recomendaciones más importantes para el factor del coeficiente dinámico. b) Carga en la base del riel. La magnitud exacta de la carga aplicada a cada base de los rieles depende de los siguientes parámetros: el peso del riel, el espaciamiento entre durmientes, el módulo de la pista por carril, la cantidad de juego entre el durmiente y el riel, y la cantidad de juego entre el durmiente y el balasto. La influencia de los últimos tres factores varían basándose en los estándares de mantenimiento de las pistas ferroviarias. Una comparación abstracta de las fórmulas utilizadas para la máxima carga de la base del riel se presenta en la tabla 3.2. El método común que se utiliza es el método de los tres durmientes adyacentes en donde qr y P representan la carga de la base del riel y la carga de la rueda de diseño respectivamente. Tabla 3.2. Comparación de la fórmula usada para el cálculo de la máxima carga de la base del riel. Métodos Máxima carga en la base del riel [kN] Método de los 3 durmientes adyacentes. qr= 0.5p Fórmula australiana. ARS qr=0.43p Método AREA (durmiente pretensado de concreto con 760 [mm] en centros) Método ORE (durmiente pretensado BR tipo f con 760 [mm] en centros) c) Patrón de distribución de esfuerzos bajo el durmiente. qr=0.6p qr=0.65p El contacto exacto de la distribución de presiones entre el durmiente y el balasto y su variación con el tiempo da información importante para el diseño estructural de los durmientes. A fin de calcular los esfuerzos por flexión del los durmientes varios enfoques han sido propuestos. En la sección 2.1 se, en la tabla 2.3 se dio a conocer las diferentes distribuciones hipotéticas que se han desarrollado para el estudio de los durmientes. d) Aplicación de un equilibrio estático a un modelo estructural del durmiente. La aplicación del modelo estructural no es más que aplicar todos los factores considerados anteriormente para implementarlos en un modelo estático del durmiente y desarrollarlo para obtener el comportamiento de éste, lo cual ya se ha realizado en los análisis analíticos o el método por elementos finitos (sección 2.4.2.). 75
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