Principio tecnológico

　　La vía férrea está sometida a cargas estáticas y dinámicas variables en sentido vertical, transversal y longitudinal, que se transmiten del carril a la subestructura a través de las traviesas y la capa de balasto. Mediante la teoría mecánica, se analizan y estudian las tensiones y deformaciones generadas en cada componente de la vía bajo diversas condiciones de carga para determinar su capacidad portante y estabilidad.

　　La mecánica de la vía férrea analiza las fuerzas y deformaciones de la estructura de la vía bajo la acción de la locomotora y los vagones, así como la influencia de las patologías de la estructura de la vía en su deterioro y en la operación de los trenes, con el fin de proporcionar una base para el diseño de la estructura de la vía y la formulación de normas de gestión de la misma.

　　Las vías 1. Estructura

　　La vía está compuesta por la subestructura, las traviesas, los rieles, las piezas de conexión, los dispositivos antideslizantes y los desvíos. 2. Vía férrea

　　Originalmente se utilizaban rieles fundidos, que evolucionaron a rieles en forma de I. El ancho de vía estándar (véase geometría de la vía) utilizado por la mayoría de los ferrocarriles del mundo en la década de 1980 era de 1435 mm (4 pies 8 1/2 pulgadas). Las vías más estrechas se denominan de vía estrecha, y las más anchas, de vía ancha (véase ingeniería ferroviaria).

　　La vía se coloca directamente sobre la superficie de la subestructura. Esta subestructura está hecha de grava, balasto, escoria y otros materiales. Los rieles, las traviesas y la subestructura presentan diferentes características mecánicas. 3. Materiales de la vía férrea

　　Se utilizan materiales de alta calidad, combinados de diferentes maneras. En general, la parte inferior de la vía es la subestructura, que proporciona elasticidad y drenaje. Los rieles también se pueden colocar sobre plintos de hormigón (comunes en puentes) o incluso embebidos en hormigón.

　　Las traviesas se entierran en la subestructura, generalmente de forma horizontal, y están hechas de madera, hormigón armado o acero. El riel se fija a la traviesa mediante piezas de conexión.

　　1. Balasto

　　El balasto se coloca sobre la plataforma de la vía, debajo de las traviesas, para protegerlas. Según su disposición, se divide en dos capas: la capa superior de balasto y la capa inferior.

　　Las funciones del balasto son las siguientes:

　　1. Soportar la presión transmitida por las traviesas y distribuirla uniformemente sobre la plataforma.

　　2. Fijar la posición de las traviesas para mantener la alineación y la pendiente correctas de la vía.

　　3. Drenar el agua de lluvia alrededor y debajo de las traviesas para evitar la deformación del suelo de la plataforma debido a la humedad.

　　4. Aumentar la elasticidad de la vía, permitiendo que el carril, después de ser comprimido por el tren, vuelva rápidamente a su posición original.

　　5. Prevenir el crecimiento de malas hierbas en las vías.

　　Para garantizar la seguridad de la operación del ferrocarril de alta velocidad, mejorar la resistencia de la plataforma y reducir el mantenimiento de limpieza y cribado del balasto, se utiliza una base de hormigón en lugar de balasto, traviesas y plataforma, lo que se denomina "vía sin balasto". Esto reduce el tiempo de mantenimiento y garantiza una buena calidad y seguridad del tráfico. 2. Carril

　　El carril es un componente de la construcción ferroviaria sobre el que ruedan las ruedas del tren. Sus funciones principales son las siguientes:

　　1. Soportar el peso y el desgaste de las ruedas.

　　2. Distribuir el peso de las ruedas sobre las traviesas debajo del carril.

　　3. Soportar una tensión constante.

　　Independientemente del peso del carril, la proporción de masa de la sección transversal debe ser aproximadamente del 42% en la cabeza, del 21% en el alma y del 37% en la base, y la altura del carril debe ser igual al ancho de la base. Cuando la cabeza del carril se desgasta 0,64 cm, el carril debe reemplazarse inmediatamente.

　　Dispositivos de conexión 1. Clavo de ferrocarril

　　La función del clavo de ferrocarril es fijar el riel a la traviesa y mantener el ancho de vía fijo entre los dos rieles. Los clavos de ferrocarril más comunes son el clavo común, el clavo de gancho y el clavo espiral. 2. Junta de riel

　　Las piezas de la junta de riel sirven para mantener la resistencia y la rigidez de la junta, de modo que el riel tenga una elasticidad uniforme. Generalmente, se fijan dos placas de cola de pez a la parte central de ambos lados del riel, y se aprietan con pernos con arandelas elásticas. Las placas de cola de pez tienen dos tamaños: 60 cm y 90 cm. La versión de 60 cm se fija con 4 pernos, y la de 90 cm con 6 pernos.

　　Para mejorar completamente los defectos de las juntas de riel, se utiliza la soldadura continua para reemplazar las juntas de riel mediante la soldadura continua de los rieles, lo que reduce el trabajo de mantenimiento y aumenta la vida útil del riel. 3. Soporte de riel

　　Se utiliza para soportar la parte central del riel en el exterior para resistir la fuerza lateral sobre la cabeza del riel y evitar que el clavo se afloje debido a la inclinación del riel. 4. Sujeciones de ferrocarril

　　El clip o abrazadera metálica en la parte inferior del riel está incrustado en la traviesa, lo que no solo resiste el rodamiento vertical de la rueda y el empuje lateral, sino que también evita el desplazamiento longitudinal del riel. 5. Dispositivo antivibración

　　Instalado debajo del riel, con su lado apoyado contra la traviesa (y la almohadilla), además de evitar el desplazamiento longitudinal del riel causado por el rodamiento de la rueda, también puede controlar la expansión del riel debido al aumento de la temperatura. 6. Estándar técnico

　　Todos los ferrocarriles de alta velocidad se construyen con ancho de vía estándar (1435 mm). Las únicas excepciones son los ferrocarriles de alta velocidad de ancho de vía ancho (1520 mm) utilizados por Rusia y Finlandia. Los ferrocarriles en general se dividen en tres anchos de vía: ancho, estándar y estrecho. La mayor parte de la construcción ferroviaria inicial en China fue realizada por ingenieros británicos y belgas, en el marco de una política prooccidental de la época, por lo que se utilizó el ancho de vía estándar británico. De ahí que la mayor parte de las vías férreas de nuestro país tengan el ancho estándar (1435 mm). En la región de Yunnan-Guizhou, Henan y en los bosques del noreste, antes de la liberación y en los primeros años posteriores a ella, se construyeron ferrocarriles de vía estrecha, también llamados de vía métrica, con un ancho de vía de un metro. Algunas líneas ferroviarias locales e industriales también utilizaban la vía métrica, aunque en los últimos años se han transformado. 7. Traviesa

　　La traviesa, situada debajo del carril, es un elemento ferroviario que sirve de soporte para el carril. Sus funciones son las siguientes:

　　1. Distribuir uniformemente la carga transmitida por el carril sobre el balasto.

　　2. Mantener la alineación del carril y el ancho de vía entre los dos carriles.

　　3. Asegurar que la vía tenga una elasticidad uniforme, actuando como una viga de soporte.